sÍntese e caracterizaÇÃo de novos compostos de …
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UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
INSTITUTO DE QUÍMICA
LABORATÓRIO DE SÍNTESE INORGÂNICA E BIOINORGÂNICA
BRASÍLIA, DF
2019
DEFESA DE MESTRADO
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE NOVOS COMPOSTOS DE
COORDENAÇÃO DE ÍONS LANTANÍDEOS COM AGENTES
COMPLEXANTES CROMÓFOROS PARA INVESTIGAÇÃO DE
POTENCIAIS APLICAÇÕES BIOLÓGICAS, CATALÍTICAS E COMO
SONDAS
DANIEL SILVA CARVALHO DA CUNHA
ORIENTADORA: Profª. Dra. MARYENE ALVES CAMARGO
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DANIEL SILVA CARVALHO DA CUNHA
BRASÍLIA, DF
2019
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE NOVOS COMPOSTOS DE
COORDENAÇÃO DE ÍONS LANTANÍDEOS COM AGENTES
COMPLEXANTES CROMÓFOROS PARA INVESTIGAÇÃO DE
POTENCIAIS APLICAÇÕES BIOLÓGICAS, CATALÍTICAS E COMO
SONDAS
ORIENTADORA: Profª. Dra. MARYENE ALVES CAMARGO
Dissertação apresentada ao curso de Pós-Graduação em Química da Universidade de Brasília como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Química.
ii
iii
AGRADECIMENTOS
Primeiramente, agradeço a Deus por tudo que ele me proporcionou. Em seguida, agradeço a
toda minha família, que sempre vai ser minha base para tudo que eu for fazer nessa vida. Agradeço a
minha querida mãe Maria José (Lia) e ao meu querido pai José Maria (Zé Maria), que me deram
educação, valores, amor e todas essas coisas construíram meu caráter.
Ao meu filho Gustavo, que veio para me dar mais alegria e principalmente, mais força para
conquistar as coisas e ainda abrilhantar minha vida. A Stéfany, minha esposa e mãe do Gustavo que
me ajudou bastante a conseguir meus objetivos na vida. Sei muito bem o que tudo isso representa na
minha vida e que ainda me deu um filho lindo.
À professora Dr. Maryene Alves Camargo, pela excelente orientação no decorrer do
mestrado, pelo grande incentivo e conhecimento adquirido nas conversas sobre os resultados da
pesquisa e pela paciência em todo esse processo de construção desse trabalho.
Á doutoranda Fernanda Sodré, por ter me ajudado bastante com seus conselhos e
contribuições, pelos seus ensinamentos de bancada e de escrita.
Ao Augustto Alves, nosso colega do Laboratório Lasib que me ajudou bastante produzindo os
sais de lantanídeos (castigo), preparando amostras para análises, montando reações e etc.
Ao Dr. Luis Ramírez, por todo apoio nas análises de FT-IR e grande ajuda na questão dos
espectros da dissertação e na configuração dos arquivos.
Ao mestre Michael Lima, por todo apoio na parte da dissertação (gráficos, espectros, imagens
etc) e pela grande consideração que temos um ao outro há mais de cinco anos.
Ao mestrando Victor Marques, por todo apoio na pesquisa, tanto na bancada como nas
análises dos resultados e também pelos momentos hilários.
Ao dourotando Carlos Martins, pelos ensinamentos de bancada e também nas análises dos
resultados.
À Graziella Segóvia (in memoriam), por ter me ajudado na pesquisa e também por vários
momentos divertidos.
Aos técnicos da CAIQ-UnB (Lenine e Allan) e do laboratório de ensino de físico-química da
UnB.
Á professora Dr. Claudia Cristina Gatto, por ter aceitado prontamente o convite para participar
da comissão examinadora e pelas inúmeras contribuições sugeridas a este trabalho.
Ao professor Dr. Júlio Lemos de Macedo, por ter aceitado prontamente o convite para
participar da comissão examinadora e pelas inúmeras contribuições sugeridas a este trabalho, pela
realização em conjunto dos testes em catálise e pela paciência e contribuição na discussão de
dúvidas e resultados da pesquisa.
À Dra. Jaqueline, por ter se disponibilizado a realizar todos os testes biológicos dos
complexos 1-3 e ter sanado todas as dúvidas em questão da parte biológica.
iv
Ao Dr. Adaílton João Bortoluzzi, pela realização das análises de DRX de monocristais dos
complexos.
À Profa. Dra. Juliana Angeiras Batista da Silva, pela realização dos estudos de modelagem
computacional dos complexos 1-3.
Ao professor Dr. Marcelo Moreira Santos, por ter aceitado prontamente o convite para
participar da comissão examinadora e pelas inúmeras contribuições sugeridas a este trabalho.
Aos meus amigos do Laboratório LASIB e de todos colegas do IQ pelo acolhimento e ajuda.
Aos meus amigos, com os quais tenho a felicidade e o privilégio de conviver juntos em
Planaltina: Emanuel, Esli e Pedro, pela consideração e parceria, assim como suas famílias.
À CAPES pela concessão da bolsa de estudos.
À FAPDF pelo auxílio financeiro para o desenvolvimento desse trabalho.
v
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 1
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................................................ 2
2.1 LANTANÍDEOS ................................................................................................................................ 2
2.1.1 Principais Características .................................................................................................... 2
2.1.2 Agentes complexantes cromóforos ...................................................................................... 4
2.2 PRINCIPAIS APLICAÇÕES DOS ÍONS LN ..................................................................................... 9
2.2.1 Estudos dos Lantanídeos em catálise ............................................................................... 10
2.2.2 Sondas Luminescentes com íons Ln ................................................................................. 12
2.2.3 Agentes de contraste ......................................................................................................... 15
2.2.4 Atividades antitumorais dos íons Ln .................................................................................. 16
3 OBJETIVOS ....................................................................................................................................... 17
3.1 OBJETIVO GERAL ......................................................................................................................... 17
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS........................................................................................................... 17
4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ................................................................................................. 18
4.1 REAGENTES E SOLVENTES ........................................................................................................ 18
4.2 SÍNTESE DOS SAIS DOS LANTANÍDEOS ................................................................................... 18
4.3 SÍNTESE DE COMPLEXOS DE LN3+
COM OS AGENTES COMPLEXANTES CROMÓFOROS 19
4.3.1 Tentativa de síntese de Gd3+
com 2-hidroxi-1,4-naftoquinona .......................................... 19
4.3.2 Tentativa de síntese de Gd3+
com 1,2-dimetil-3-hidroxi-4-piridinona ................................ 19
4.3.3 Síntese dos complexos de Gd3+
com naftaleno -2,3-diol (Complexos 1 e 2) .................. 19
4.3.4 Síntese do complexo de Gd3+
com tropolona (Complexo 3) ........................................... 20
4.3.5 Síntese dos complexos de Ln3+
com os agentes complexantes maltol e 2,2-bipiridina onde
Ln = Gd (Complexo 4), Tb (Complexo 5) ou Eu (Complexo 6) ............................................... 20
4. 4 CATÁLISE NA ESTERIFICAÇÃO ................................................................................................. 21
4.3.1 Teste catalítico dos complexos 1, 2 e 3 ............................................................................. 21
4.3.1 Teste catalítico do complexo 6 .......................................................................................... 21
4. 5 ESTUDOS DE MODELAGEM COMPUTACIONAL DOS COMPLEXOS 4-6 ............................... 22
4. 6 ENSAIOS DE AVALIAÇÃO CITOTÓTIXA DOS COMPLEXOS 4-6............................................. 22
4.7 METODOLOGIA DE CARACTERIZAÇÃO .................................................................................... 22
4.7.1 Ponto de Fusão – PF ......................................................................................................... 23
4.7.2 Espectroscopia vibracional na região do infravermelho – IV ............................................. 23
4.7.3 Espectroscopia de absorção eletrônica na região do ultravioleta - visível – UV-Vis ......... 23
4.7.4 Estudos de Luminescência ................................................................................................ 23
vi
4.7.5 Condutividade Molar .......................................................................................................... 23
4.7.6 Difração de Raios-X de monocristal (DRX) ....................................................................... 23
4.7.6 Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) ............................................. 24
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................................................... 25
5.1 CARACTERIZAÇÃO DOS COMPLEXOS ..................................................................................... 25
5.1.1 Ponto de fusão ................................................................................................................... 25
5.1.2 Espectroscopia no IV ......................................................................................................... 26
5.1.2.1 Espectroscopia no IV dos complexos 1, 2 e 3 e tentativas de sínteses...................26
5.1.2.2 Espectroscopia no IV dos complexos 4-6 com os agentes complexantes maltol e
bipy........................................................................................................................................28
5.1.3 Espectroscopia eletrônica – UV-Vis ................................................................................... 30
5.1.4 Difração de Raios X de monocristal (DRX)........................................................................ 32
5.1.4.1 Estruturas cristalinas dos complexos [Ln(maH)(ma)(bipy)(NO3)2] onde Ln = Gd
(Complexo 4); Tb (Complexo 5) ou Eu (Complexo 6) ........................................................ 34
5.1.5 Condutividade Molar dos complexos 4-6 ........................................................................... 39
5.1.6 Modelagem computacional dos complexos 4-6 ................................................................. 40
5.2 APLICAÇÃO DOS COMPLEXOS .................................................................................................. 43
5.2.1 Estudo de catálise .............................................................................................................. 43
5.2.1.1 Estudos de catálise dos complexos 1, 2 e 3 na esterificação....................................43
5.2.2.2 Estudos de catálise do complexo 6 na esterificação.................................................44
5.2.2 Estudos preliminares de Luminescência ........................................................................... 46
5.2.2.1 Estudos de Luminescência do complexo com íon Tb3+
(Complexo 5)..................... 46
5.2.2.2 Estudos de Luminescência do complexo com íon Eu3+
(Complexo 6) ..................... 48
5.2.3 Ensaio de viabilidade celular dos complexos 4-6 .............................................................. 51
6 CONCLUSÕES .................................................................................................................................. 56
7 PERSPECTIVAS ................................................................................................................................ 57
8 REFERÊNCIAS .................................................................................................................................. 58
9 ANEXOS ............................................................................................................................................ 63
9.1 Dados de espectroscopia no IV e difração de raios-X .......................................................... 63
vii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Representação do efeito antena: o estado excitado triplete do ligante (3T) após
absorção de luz ultravioleta, a transferência de energia para o íon Ln e sua emissão de
energia do visível.6 .................................................................................................................. 4.
Figura 2. Estrutura da 2-hidroxi-1,4-naftoquinona (HNQ) ..................................................................... 5.
Figura 3. Estrutura do complexo [Ln(Trop)3]. ........................................................................................ 5.
Figura 4. Estruta do Naftaleno – 2,3-diol (NFL) .................................................................................... 6.
Figura 5. Estrutura do complexo [Ln(HPD)3] ......................................................................................... 6.
Figura 6. Estrutura da fenantrolina (phen). ........................................................................................... 7.
Figura 7. Estrutura do complexo [Tb(sal)3phen]. ................................................................................... 7.
Figura 8. Estrutura da 2,2-bipiridina ...................................................................................................... 8.
Figura 9. Poliedro de coordenação que representa os complexos de fórmula molecular
[Ln(bipy)(dmb)3]2bipy .............................................................................................................. 8.
Figura 10. Estrutura da 3-hidrixi-2-metil-4-pirona (maltol) .................................................................... 9.
Figura 11. Estrutura do complexo [Gd(dota)] (à esquerda) e estrutura do complexo do
[Gd(dtpa)(H2O)]2-
(à direita). .................................................................................................. 10.
Figura 12. Equação de química genérica de uma reação de esterificação ....................................... 11.
Figura 13. Diagrama de Energia do íon Tb3+
(à esquerda) e espectro luminescente do íon Tb3+
(à
direita).50,51
............................................................................................................................ 13.
Figura 14. Diagrama de Energia do íon Eu3+
(à esquerda) e o espectro luminescente do íon
európio (à direita).14, 52
.......................................................................................................... 13.
Figura 15. Espectros de fluorescência da sonda de Tb3+
e Cu2+
na ausência e presença de
sarcosina.53
........................................................................................................................... 14.
Figura 16. Imagens RMN em in vivo do fígado (marcado "L") em um camundongo antes e depois
da injeção intravenosa de uma suspensão de amostra do composto de Gd3+
e Dy3+
.55
...... 15
Figura 17. Estruturas dos agentes complexantes utilizados no trabalho ............................................ 25.
Figura 18. Comparação dos espectros no IV dos complexos (4-6) com a 2,2-bipirina (bipy) e do
maltol ..................................................................................................................................... 29.
Figura 19. Comparação dos espectros de absorção no UV-Vis dos complexos (4-6) com os
agentes complexantes maltol e bipy ..................................................................................... 32.
Figura 20. ORTEP do complexo [Gd(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2].(4) ....................................................... 34.
Figura 21. ORTEP do complexo [Tb(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2]. (5) ...................................................... 35.
Figura 22. ORTEP do complexo [Eu(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2].(6) ....................................................... 36.
Figura 23. Estrutura do poliedro de coordenação para os complexos 4-6 ......................................... 39.
Figura 24. Imagem das sobreposições que minimizam as distâncias entre os átomos
correspondentes para o cálculo do RMSD entre as estruturas do complexo
[Eu(maH)(ma)(bipy)(NO3)2] ................................................................................................... 41.
viii
Figura 25. Gráfico da energia relativa (kJ/mol) (a) e da energia de Gibbs relativa (b) ao longo da
coordenada de reação que leva à dissociação do ligante NO3- no complexo
[Eu(maH)(ma)(bipy)(NO3)2] ................................................................................................... 42.
Figura 26. Equação química de esterificação a partir do ácido acético e do álcool benzílico ........... 43..
Figura 27. Equação química de esterificação a partir do ácido oleico e do metanol .......................... 44.
Figura 28. Espectro de RMN 1H (600 MHz, CDCl3) do produtos da esterficação do teste realizado
com o complexo 6 ................................................................................................................. 45.
Figura 29. Espectro de excitação do complexo de Tb (5) à temperatura ambiente, monitorado
com λem=544nm. ................................................................................................................................... 46.
Figura 30. Espectro de emissão do complexo de Tb (5) à temperatura ambiente, monitorado com
λex=314nm ............................................................................................................................. 47.
Figura 31. Espectro de excitação do complexode Eu (6) à temperatura ambiente, monitorado
com λem =617nm ................................................................................................................... 48.
Figura 32. Espectro de emissão do complexo de Eu (6) à temperatura ambiente, monitorado com
λex=310nm. ............................................................................................................................ 49.
Figura 33. Espectro de emissão do complexo de Eu (6) à temperatura ambiente, monitorado com
λex=344nm. ............................................................................................................................ 49.
Figura 34. Espectro de emissão do complexo de Eu (6) à temperatura ambiente, monitorado com
λex=396nm. ............................................................................................................................ 50.
Figura 35. Esquema representacional da redutase mitocondrial que envolve as espécies MTT e
formazan.94
............................................................................................................................ 51.
Figura 36. Avaliação da citotoxicidade dos complexos 4-6 dissolvidos em água e diluídos em
meio de cultura em células NIH-3T3 e MCF7, pelo método de MTT, após 24h de
exposição. ............................................................................................................................. 52.
Figura 37. Avaliação da citotoxicidade do complexo 3 dissolvido em DSMO e diluído em meio de
cultura em células FIBROH, MDA-MB231 e MCF7 pelo método de MTT, após 24h de
exposição .............................................................................................................................. 53.
Figura 38. Avaliação da citotoxicidade do complexo 6 dissolvido em DSMO e diluído em meio de
cultura em células FIBROH, MDA-MB231 e MCF7 pelo método de MTT, após 72h de
exposição .............................................................................................................................. 54.
Figura 39. Comparação entre as três linhagens celulares com os resultados representando a
média da triplicata de cada concentração testada; tendo como 100% as células
expostas apenas ao meio de cultura suplementado ............................................................ 55.
ix
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Configurações eletrônicas dos lantanídeos e seus respectivos valores de número
atômico. ................................................................................................................................... 2.
Tabela 2. Marca e pureza dos reagentes e solventes. ........................................................................ 19.
Tabela 3. Valores de ponto de fusão (°C) dos agentes complexantes maltol e 2,2-bipiridina e dos
complexos 4-6. ...................................................................................................................... 26.
Tabela 4. Bandas selecionadas dos espectros no infravermelho para os complexos de 4 a 6
comparadas aos agentes complexantes livres maltol e bipy. (cm-1
, dispersos em KBr).. ... 28.
Tabela 5. Máximo das principais bandas de absorção eletrônica dos complexos de 4 a 6
comparada aos agentes complexantes livres, em comprimento de onda (nm). .................. 31.
Tabela 6. Dados cristalográficos dos complexos 4, 5 e 6. .................................................................. 33.
Tabela 7. Comprimentos (Å) selecionados para o complexo [Gd(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2] (4). .......... 35.
Tabela 8. Comprimentos (Å) selecionados para o complexo [Tb(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2] (5). ........... 36.
Tabela 9. Comprimentos (Å) selecionados para o complexo [Eu(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2] (6). .......... 37.
Tabela 10. Comprimentos (Å) de ligação selecionados para Ln-O(24) e Ln-O(34). ........................... 37.
Tabela 11. Comprimentos (Å) e ângulos de ligação (º) de Hidrogênio para os complexos 4, 5 e 6. .. 38.
Tabela 12. Comprimentos (Å) de ligação selecionados para Ln-N(24) e Ln-N(34). ........................... 38.
Tabela 13. Condutividades molares (ΛM) obtidas para soluções dos complexos 1,0x10-3
mol.L-1
em metanol a temperatura de 25°C. ..................................................................................... 39.
Tabela 14. Desvio médio quadrático (Å) com relação à estrutura obtida por cristalografia de
raios-X do complexo 3 calculado para as estruturas obtidas com diferentes níveis de
teoria. .................................................................................................................................... 41.
Tabela 15. Estruturas enumeradas: ácido oleico e metil oleato .......................................................... 45.
Tabela 16. Posicionamento dos máximos (nm) observados no espectro de emissão do complexo
de Tb3+
(5) à temperatura ambiente. ..................................................................................... 47.
Tabela 17. Posicionamento dos máximos (nm) observados nos espectros de emissão do
complexo de Eu3+
(6) à temperatura ambiente ..................................................................... 50.
Tabela 18. Linhagens celulares nos testes de viabilidade celular (MTT) para os complexos 4-6 ...... 51.
x
LISTA DE ABREVIAÇÕES E SIGLAS
SIGLA Significado
Δ Deformação angular (IV)
Vibração de estiramento
AO Ácido oleico
BE Brometo de etídio
Bipy 2,2-bipiridina
Complexo 1 Complexo de Bipy e NFD com Gd3+
Complexo 2 Complexo de Bipy e NFD com Gd3+
Complexo 3 Complexo de Trop e Fen com Gd3+
Complexo 4 [Gd(maH)(ma)(bipy)(NO3)2]
Complexo 5 [Tb(maH)(ma)(bipy)(NO3)2]
Complexo 6 [Eu(maH)(ma)(bipy)(NO3)2]
CAIQ Central analítica do Instituto de Química
CDCl3 Clofórmio deuterado
CHN Análise elementar de carbono, hidrogênio e nitrogênio
DS Dodecilsulfato
DMCL Dispositivos moleculares conversores de luz
DMSO Dimetilsufóxido
DOTA Ácido 1,4,7,10 – tetrazaciclododecano – 1,4,7,10 – tetracético
DRX Difração de raios X
DTPA 2- [Bis [2-[bis(carboximetil)amino] etil] amino] acético
Éster 1 Acetato de benzila
Éster 2 Metil oleato
Et3N Trietilamina
FDA U. S. Food and Drug Administration
FIBROH Fibroblastos humano
FT-IR Espectroscopia vibracional na região do Infravermelho
HNQ 2-hidroxi-1,4- naftoquinona
xi
HPD 1,2-dimetil -3-hidroxipiridin-4-ona
Ma Maltol desprotonado
MaH Maltol protonado
IC50 Concentração inibitória mínima necessária para matar 50% das células
ICP-MS Espectroscopia de massa com plasma indutivamente acoplado
IQ-UnB Instituto de Química da Universidade de Brasília
IV Infravermelho
KBr Brometo de potássio
LMCT Transferência de carga Ligante-Metal
Ln Lantanídeo
LMCT Transferência de carga ligante metal
Ma Maltol despronado
MaH Maltol protonado
MCF7 Carcinoma mamário humano
MDA-MB231 Carcinoma mamário humano
MO Metil Oleato
MOF Redes metalorgânicas
MRI Imagem por ressonância magnética
MTT 3- (4,5-dimetiltiazol-2-il) -2,5-brometo de difeniltetrazólio
NC Número de coordenação
NFD Naftanelo -2,3-diol
NIH-3T3 Fibroblastos murino
OEP Agente complexante derivado da porfirina
Phen Fenantrolina
PF Ponto de Fusão
RMN Ressonância Magnética Nuclear
RMN 13
C Ressonância Magnética Nuclear com núcleo de carbono
RMN 1H Ressonância Magnética Nuclear com núcleo de hidrogênio
RMSD Desvio padrão médio quadrático
xii
TA Temperatura ambiente
Tb Térbio
TG Termogravimetria
TR Terras raras
Trop Tropolona
UV Ultravioleta
UV-Vis Ultravioleta visível
xiii
RESUMO
Os íons lantanídeos (Ln3+
) possuem propriedades físicas, químicas, espectroscópicas e
magnéticas particulares, as quais lhes proporcionam um amplo potencial de aplicação, como por
exemplo: agentes de contraste, agentes antitumorais, catálise, sondas luminescentes, entre outras.
Nas sondas luminescentes, os íons Ln3+
quando coordenados a agentes complexantes cromóforos
podem intensificar suas propriedades luminescentes pelo efeito antena. A etapa inicial desse trabalho
consistiu na síntese e caracterização de novos compostos de coordenação de íons Ln3+
obtidos a
partir de agentes complexantes cromóforos (2-hidroxi-1,4-naftoquinona; tropolona; naftaleno – 2,3-
diol; 1,2-dimetil -3-hidroxi-4-piridinona; fenatrolina; 2,2-bipiridina e maltol) com potenciais aplicações
em catálise e em sistemas biológicos. Primeiramente, foram sintetizados três novos complexos de
Gd3+
(1, 2 e 3), os quais foram testados como catalisadores heterogêneos numa reação de
esterificação, obtendo baixos valores de conversão dos reagentes (ácido acétito e álcool benzílico) no
produto desejado (acetato de benzila). Foram sintetizados ainda nesse trabalho três complexos
inéditos, constituídos dos ligantes maltol (maH) e 2,2-bipiridina (bipy) com os íons: Gd3+
(4), Tb3+
(5) e
Eu3+
(6). Os complexos foram caracterizados por PF, espectroscopias no IV e UV-Vis e DRX de
monocristal. Diante dessas análises foi possível obter as estruturas moleculares dos complexos 4-6,
referindo-se a três complexos mononucleares isoestruturais, constituídos por um ligante 2,2-bipiridina
(coordenado de maneira bidentada) e duas espécies do ligante maltol (fenol e fenolato) coordenadas
de maneira diferentes ao centro metálico (monodentada e bidentada, respectivamente), além de dois
nitratos coordenados de maneira bidentada ao centro metálico, gerando a fórmula molecular
[Ln(maH)(ma)(bipy)(NO3)2]. Estudos preliminares de modelagem computacional dos complexos
isolados e no vácuo mostraram uma barreira de ativação relativamente alta para a provável
descoordenação de um ligante nitrato no complexo. O complexo 6 foi testado como catalisador numa
reação de esterificação a partir do ácido oleico e metanol, visando o produto final metil oleato. Tal
reação obteve uma taxa de conversão relativamente alta de 75%. Os estudos preliminares de
luminescência dos complexos 5 e 6, realizados por meio da espectroscopia de excitação e emissão
em solução, demonstraram o efeito antena dos ligantes e revelou o potencial uso desses complexos
como sondas luminescentes. Os ensaios de viabilidade celular dos complexos 4-6, mais
especificamente do complexo 6, foram realizados e a partir desse estudo de citotoxidade, observou-
se que o complexo 6 se demonstrou citotóxico com especificidade à linhagem celular tumoral MDA-
MB231, dissolvido em DMSO com um período de incubação de 72 horas.
xiv
ABSTRACT
Lanthanide ions (Ln3+
) have particular physical, chemical, spectroscopic and magnetic
properties, which provide them a wide application potential, such as: contrast agents, antitumor
agents, catalysis, luminescent sensors and others. In the luminescent probes, the Ln3+
ions, when
coordinated to chromophores complexing agents, can intensify their luminescent properties by the
antenna effect. The initial step of this work consisted in the synthesis and characterization of new
coordination compounds of Ln3+
ions obtained from chromophores complexing agents (2-hydroxy-1,4-
naphthoquinone, tropolone, naphthalene-2,3-diol, 1,2-dimethyl -3-hydroxy-4-pyridinone, phenatroline,
2,2-bipyridine and maltol) with potential applications in catalysis and in biological systems. First, three
new Gd3+
complexes (1, 2 and 3) were synthetized and tested as heterogeneous catalysts in an
esterification reaction, obtaining low conversion values of the reactants (acetic acid and benzyl
alcohol) into the desirable product (benzyl acetate). Additionally, three novel complexes consisting of
maltol (maH) and 2,2-bipyridine (bipy) ligands with Gd3+
(4), Tb3+
(5) and Eu3+
(6) ions were
synthesized in this work. The complexes where characterized by MP, IR and UV-Vis spectroscopies
and monocrystal XRD. Considering the analyzes of the complexes 4-6, it was possible to obtain the
molecular structures of the those complexes, which are mononuclear isostructural complexes
consisting of a bidentate ligand (2,2-bipyridine) and two maltol ligand species (phenol and phenolate)
coordinated differently to the metal center (monodentate and bidentate, respectively). Also, two
nitrates coordinated in a bidentate form to the metallic center, generating the molecular formula:
[Ln(maH)(ma)(bipy)(NO3)2]. Preliminary computational modeling studies of the isolated complexes and
in vacuum have shown a relatively high activation barrier for the probable incoordination of a nitrate
ligand in the complex. Complex 6 was tested as a catalyst in an esterification reaction from oleic acid
and methanol, targeting the methyl oleate final product. Such reaction achieved a relatively high
conversion rate of 75%. Preliminary luminescence studies of complexes 5 and 6, performed by
excitation and emission spectroscopy in solution, demonstrated the antenna effect of the ligands and
revealed the potential use of these complexes as luminescent probes. Cell viability assays of
complexes 4-6, with more emphasis in complex 6, were performed and showed complex 6 to be
cytotoxic with specificity to the MDA-MB231 tumor cell line, when dissolved in DMSO with an
incubation period of 72 hours.
1
1 INTRODUÇÃO
Os íons lantanídeos (Ln3+
) possuem propriedades físicas, químicas, espectroscópicas e
magnéticas particulares, as quais lhes proporcionam um amplo potencial de aplicação, como por
exemplo: agentes antitumorais1, agentes de contraste
2, catálise
3, sondas luminescentes
4 etc.
Os
lantanídeos (Ln) são frequentemente usados juntamente com moléculas orgânicas para produção de
complexos luminescentes, atuando como componentes emissores de luz. Mesmo com o termo
associado Terras Raras (TR), isto devido à dificuldade de separação dos seus óxidos. Os complexos
luminescentes de lantanídeos têm diversas aplicações, uma delas em diagnóstico médico, onde eles
detectam pequenas porções de biomoléculas. 5
Os íons lantanídeos conduzem substituições isomórficas com os íons de Ca2+
. A capacidade
dos íons Ln3+
em substituir os íons Ca2+
de uma maneira particular acaba resultando em similaridades
químicas e isto aumenta a aplicabilidade dos íons Ln3+
em sistemas biológicos.5,6
Como os lantanídeos possuem baixos valores de coeficiente de absorção molar, os métodos
de produção de compostos de coordenação com grupos cromóforos são aplicados a fim de superar
essa característica, sendo que esses agentes complexantes cromóforos absorvem facilmente a
energia e acabam auxiliando a luminescência dos complexos de lantanídeos através da transferência
de energia do estado triplete do ligante para os estados emissores dos íons lantanídeos. Esse
processo é denominado efeito antena.5,7
Entre vários materiais, os complexos de coordenação de lantanídeos desempenham uma
função importante no diagnóstico e na terapia do câncer. As propriedades paramagnéticas dos
lantanídeos e de seus complexos oferecem a estes metais uma aplicação como agentes de contraste
em imagem por ressonância magnética, e sequencialmente, os estudos e as aplicações dos íons Ln3+
cresceram muito no âmbito biológico. Existem muitos agentes complexantes que formam complexos
de coordenação com os íons Ln3+
a fim de investigar estudos biológicos, físicos e químicos dos íons
Ln3+
.8
O agente complexante 3-hidroxi-2-metil-4-pirona é um tipo de composto que se enquandra
nas características de ligantes que possam se coordenar com os Ln3+
. Esse agente complexante
também é conhecido pelo nome maltol, e na sua na forma desprotonada (fenolato) possui sítios de
coordenação com átomos de oxigênio, ou seja, átomos duros como átomos doadores, podendo
propiciar a estabilização aos seus compostos de coordenação, como os íons lantanídeos.9
Diante do exposto esse trabalho tem como intuito o estudo da síntese e caracterização de
novos compostos de coordenação de íons lantanídeos com agentes complexantes cromóforos para
investigação de potenciais aplicações biológicas.
2
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 LANTANÍDEOS
2.1.1 Principais Características
Os lantanídeos são metais de transição interna da tabela periódica situados no bloco f e seus
valores de número atômico vão de 57 até 70. Devido à dificuldade em separá-los de seus respectivos
óxidos entre si, também são conhecidos como terras raras (TR). Em geral, as terras raras estão
realmente longe de serem raras, mesmo o mais escasso, o Túlio (Tm) é um elemento mais comum
do que Bismudo (Bi), Cádmio (Cd), Mercúrio (Hg) ou Selênio (Se), por exemplo.10
Ao total, os
lantanídeos (Ln) são formados por 14 elementos (La-Lu) e se assemelham tanto às suas
propriedades químicas e físicas, particularmente aos seus estados de oxidação.6
A semelhança em seus estados de oxidação é explicada pela configuração eletrônica dos
átomos e seus íons respectivos (Tabela 1), que geralmente ocorrem em seu estado trivalente Ln3+
([Xe] 4fn, n= 0-14) em soluções aquosas.
Tabela 1. Configurações eletrônicas dos lantanídeos e seus respectivos valores de número atômico.
Elemento Número
Atômico
Configuração
eletrônica de Ln
Configuração
eletrônica de Ln3+
Lantânio (La) 57 [Xe] 5d1 6s
2 [Xe] 4f
0
Cério (Ce) 58 [Xe] 4f15d
16s
2 [Xe] 4f
1
Praseodímio (Pr) 59 [Xe] 4f3 6s
2 [Xe] 4f
2
Neodímio (Nd) 60 [Xe] 4f46s
2 [Xe] 4f
3
Promécio (Pm) 61 [Xe] 4f5 6s
2 [Xe] 4f
4
Samário (Sm) 62 [Xe] 4f6 6s
2 [Xe] 4f
5
Európio (Eu) 63 [Xe] 4f7 6s
2 [Xe] 4f
6
Gadolínio (Gd) 64 [Xe] 4f7
5d1 6s
2 [Xe] 4f
7
Térbio (Tb) 65 [Xe] 4f9 6s
2 [Xe] 4f
8
Disprósio (Dy) 66 [Xe] 4f10
6s2 [Xe] 4f
9
Hólmio (Ho) 67 [Xe] 4f11
6s2 [Xe] 4f
10
Érbio (Er) 68 [Xe] 4f12
6s2 [Xe] 4f
11
Túlio (Tm) 69 [Xe] 4f13
6s2 [Xe] 4f
12
Itérbio (Yb) 70 [Xe] 4f14
6s2 [Xe] 4f
13
Lutécio (Lu) 71 [Xe] 4f14
6s2
5d1 [Xe] 4f
14
3
Os elétrons de valência dos íons Ln3+
estão situados nos orbitais f, porém devido ao alto
efeito de penetração dos orbitais f, seus elétrons são blindados pelos elétrons dos orbitais
preenchidos mais internos 5p e 5s, resultando em propriedades espectroscópicas especiais.5,11
Dessa
maneira, os íons Ln3+
apresentam linhas de emissão estreita, principalmente no visível e faixas
infravermelhas próximas. Vale salientar também que os lantanídeos apresentam acoplamento spin-
orbita. Este acoplamento é relacionado aos momentos angulares orbital e de spin, quando a repulsão
coulombiana é de mesma magnitude da interação spin-órbita.6,12,13
Em termos de ligação química, os elétrons 4f dos íons Ln3+
pouco contribuem para formar as
ligações com os agentes complexantes, resultando em características ligações iônicas. Esta ausência
de uma interação significativa entre os orbitais 4f e orbitais do ligante minimiza os efeitos de energia
de estabilização do campo ligante.13
Logo, os compostos de coordenação com os íons Ln3+
apresentam caráter predominamente iônico. Os lantanídeos são considerados ácidos duros e, a partir
da Teoria de Pearson, apresentam sua preferência em ligação com bases duras que contêm
nitrogênio e oxigênio nos sítios de coordenação. Essa característica resulta no alto poderio dos
lantanídeos em coordenar com a água, carboxilatos, dicetonatos, sulfóxidos, aminas aromáticas
bidentadas e derivados N-óxido, por exemplo. Os baixos níveis de energia de estabilização do campo
ligante promovem a alta flexibilidade na geometria de seus compostos e números de coordenação
(NC) altos que variam de 3 a 12 no estado sólido e geralmente são determinados pelo raio iônico do
metal e também pelos requisitos estéricos dos agentes complexantes. Os números de coordenação
mais comum para espécies com íons lantanídeos são 8 e 9.14,15
Algumas similaridades químicas entre os íons lantanídeos e os íons Ca2+
conduzem
substituições isomórficas entre esses íons. Essa característica dos Ln3+
é importante, pois em
sistemas biológicos, há uma elevada presença de íons Ca2+
. Por exemplo, a densidade óssea é
composta pela hidroxiapatita, componete formado por íons Ca2+
, e a degradação óssea é um
processo em que há perda de minerais, inclusive perda efetiva de hidroxiapatita. Diante dessa
situação, os Ln3+
podem apresentar efeito inibitório contra a degradação óssea alterando o ciclo
ósseo.16
Porém, não se deve assumir que cada sítio de ligação do Ln3+
é necessariamente um local
de ligação para Ca2+
, ou qualquer outro íon metálico, em condições fisiológicas. 6
Certos íons Ln3+
apresentam importantes propriedades luminescentes, porém como o
coeficiente de absorção molar dos íons Ln3+
é baixo, na região do ultravioleta (UV) e visível, a
luminescência dos íons lantanídeos livres é relativamente baixa.17
Mesmo quando os compostos de
íons lantanídeos apresentam bom rendimento quântico, a excitação direta dos Ln3+
raramente produz
materiais altamente luminescentes.6
Para superar essa característica dos lantanídeos, utiliza-se o
mecanismo de transferência de energia por meio de compostos de coordenação com agentes
complexantes cromóforos. Neste caso, os agentes complexantes cromóforos, com seus altos
coeficientes de absorvitividade molar, absorvem energia e depois transferem para o Ln3+
, que assim
pode emitir eficientemente a sua luminescencia. Este mecanismo de transferência de energia é
denominado de efeito antena.6, 14
4
O efeito antena (figura 1) é explicado, primeiramente, pela absorção de energia pelo ligante
cromóforo. Com isso, o ligante passa para seus estados excitados: simpleto e tripleto. Desta forma,
geralmente o estado excitado tripleto do ligante transfere energia para um ou vários estados
excitados do íon metálico e, finalmente, o íon metálico emite luz. Para garantir uma transferência de
energia eficiente, é desejável uma curta distância entre o sensibilizador e o íon lantanídeo.18
Os
grupos de sensibilibilzadores são constituídos de agentes complexantes cromóforos que possuem
coeficientes de absortividade molar elevados e são formados por ligações conjugadas.6,15
Figura 1. Representação do efeito antena: o estado excitado tripletedo ligante (3T) após absorção de luz
ultravioleta, a transferência de energia para o íon Ln3+
e sua emissão de energia na região do visível. 6
2.1.2 Agentes complexantes cromóforos
Neste tópico são abordados especificamenteos agentes complexantes cromóforos utilizados
nopresente trabalho, os quais foram: 2-hidroxi-1,4-naftoquinona (hnq), naftaleno-2,3-diol (ndf), 1,2-
dimetil-3-hidroxipiridin-4-ona (hpd), 3-hidrixi-2-metil-4-pirona (maltol), fenantrolina (phen), 2,2-
bipiridina (bipy) e Tropolona.
Esses agentes complexantes foram escolhidos para a pesquisa com base na teoria de
Pearson, em que a maioria desses agentes complexantes selecionados são bases duras, sendo
assim adequados para a coordenação com os ácidos duros de Lewis como é o caso dos íons Ln3+.
Além disso, todos os agentes complexantes usados apresentam altos coeficientes de absorção
5
molar, devido à presença de grupos com ligações duplas conjugadas em suas estruturas (transições
π-π*), caracterizando-os como agentes complexantes cromóforos.
O ligante 2-hidroxi-1,4-naftoquinona (Figura 2) é conhecido de maneira geral por formar
complexos estáveis com metais de transição. Salvatore Genovese e colaboradores19
desenvolveram
complexos com este ligante e três íons lantanídeos (Lantânio, Gadolínio e Itérbio). Os complexos
obtidos pelos pesquisadores foram submetidos a testes de citotoxicidade, porém nenhum deles
apresentou uma atividade citotóxica superior à referência lawsone (agente complexante 2-hidroxi-1,4-
naftoquinona).
OH
O
O
Figura 2. Estrutura da 2-hidroxi-1,4-naftoquinona (HNQ).
Santos e colaboradores20
desenvolveram complexos de lantanídeos com o agente
complexante tropolona (Trop) os quais foram caracterizados por espectroscopia vibracional no
infravermelho e Raman, análise elementar de CHN e análise de difração de raios X de pó. Diante dos
resultados, concluíram que os complexos desenvolvidos eram isoestruturais e apresentavam a
fórmula molecular [Ln(Trop)3] cuja estrutura é representada na Figura 3. Os íons lantanídeos usados
foram Európio, Gadolínio e Térbio. A luminescência característica dos íons Eu3+
e Tb3+
não foi
observada em seus respectivos complexos. A partir do complexo de Gd3+
, observaram que os níveis
de energia dos estados tripleto do ligante tropolona estavam abaixo dos níveis de energia dos
estados emissores dos íons lantanídeos, o que auxilia na explicação da ausência de luminescência
nos complexos isoestruturais com os íons Eu3+
e Tb3+
estudados. Entretanto, tal agente complexante
demonstrou eficiencia na coordenação a esses ions Ln3+
.
Figura 3. Estrutura do complexo [Ln(Trop)3].
6
Alexandropoulos e colaboradores21
produziram compostos de lantanídeos com os agentes
complexantes naftaleno – 2,3-diol (Figura 4) e tetraetilamônio. Este trabalho tinha como objetivo
investigar as características magnéticas de complexos de Ln mono ou binucleares, bem como, suas
propriedades luminescentes. Os íons lantanídeos utilizados foram: Európio, Gadolínio, Térbio e
Disprósio. Os compostos obtidos seapresentaram na forma de clusters com a fórmula molecular (Et-
4N)4[Ln8O-(nfd)8(NO3)10(H2O)2]. Diante dos resultados de análise dos complexos, concluíram que o
ligante naftaleno – 2,3-diol estava na forma de ligante em ponte no cluster. Concluíram também que
esse ligante é capaz de formar materiais opticamente ativos quando coordenados a íons Ln3+
.
OH
OH
Figura 4. Estrutura do naftaleno – 2,3-diol (nfd).
Mawani e colaboradores16
utilizaram complexos de lantanídeos com o agente complexante
1,2-dimetil -3-hidroxi-4-piridinona (hpd) previamente desenvolvidos 22
. O objetivo era desenvolver um
fármaco de lantanídeo oralmente ativo no tratamento da osteoporose. Os pesquisadores sintetizaram
complexos com vários agentes complexantes, inclusive o 1,2-dimetil -3-hidroxi-4-piridinona (hpd),
usando os íons lantanídeos La3+
, Eu3+
, Gd3+
e Lu3+
e verificaram que o hpd auxiliou a absorção dos
lantanídeos nos tipos de células testadas: MG-63 (Osteossarcoma ósseo humano). O complexo de
fórmula molecular [Ln(hpd)3], cuja estrutura está representada na Figura 5, demonstrou baixa
toxicidade in vitro, porém, os testes de citotoxicidade demonstraram que este composto tem
solubilidade limitada, o que dificulta a sua administração nos testes in vitro e in vivo.
Figura 5. Estrutura do complexo [Ln(hpd)3].
A fenantrolina (Figura 6) é um composto heterocíclico contendo em sua estrutura a α,α-
diamina (-N=C-C=N-), sendo assim um ligante nitrogenado. Os agentes complexantes que contêm
nitrogênio em sua estrutura têm amplas aplicações na formação decomplexos estáveis com íons
7
metálicos, e até por isso, a fenantrolina também é conhecida como ligante do grupo funcional
ferroína, isto devido à alta estalibidade em complexos com íons Fe2+
.23
Segundo a teoria de Pearson,
a fenantrolina é uma base de fronteira com nitrogênios em seus sítios de coordenação, e os Ln3+
como ácidos duros se coordenam com esse ligante, formando complexos.24
Vários complexos de Ln3+
já foram sintetizados com fenantrolina.25, 26,27
NN
Figura 6. Estrutura da fenantrolina (phen).
Por exemplo, Gagandeep Kaur e colaboradores28
desenvolveram complexos de Térbio com
os agentes complexantes cromóforos fenantrolina e ácido salicílico (sal), com intuito de estudar a
luminescência desses compostos. Diante dos estudos de caracterização por espectroscopia no IV e
difração de raios X de pó, propuseram a fórmula molecular do complexo: [Tb(sal)3phen] (Figura 7).
Os estudos de luminescência demonstraram um aumento na intensidade da luminescência do íon
Tb3+
no complexo em comparação com íon Tb3+
no sal TbCl3. Este fato advém da eficiência do
processo de transferência de energia dos estados excitados dos agentes complexantes para o íon
Tb3+
no complexo.
Figura 7. Estrutura do complexo [Tb(sal)3phen].
Bin Yue e colaboradores29
sintetizaram doze complexos de Ln com fenantrolina e ácido
salicílico (variando os metais) com intuito de investigar as interações entre fitas de DNA e os
complexos obtidos. Os complexos foram caracterizados por espectroscopia no IV, espectroscopia no
UV e termogravimetria, apresentando a fórmula molecular [Ln(sal)3phen]. Estudos de fluorescência
com DNA demonstraram que os complexos de lantanídeos com menor raio (complexos de Tm3+
, Yb3+
e Lu3+
) interagiram melhor com as fitas de DNA subistituindo a sonda luminescente BE previamente
8
ligada ao DNA.Todos os complexos exibiram efeito inibitório mais forte sobre Escherichia coli quando
comparado aos agentes complexantes.
He-Rui Wen e colaboradores30
produziram 10 complexos de lantanídeos com dois agentes
complexantes cromóforos: fenantrolina e um derivado de um carboxilato quiral. Os complexos foram
caracterizados por DRX de monocristal, análise elementar e espectroscopia de IV, onde
demonstraram ser isoestrururais. Somente os complexos de Eu3+
, Tb3+
e Dy3+
apresentaram intensas
emissões de fluorescência e altos rendimentos quânticos.
Assim como a fenantrolina, a 2,2-bipiridina (Figura 8) também é um composto heterocíclico
contendo em sua estrutura a α,α-diamina (-N=C-C=N-) representando um ligante bidentado.24
Vários
complexos de Ln3+
com 2,2-bipiridina já foram sintetizados e descritos na literatura.31,32,33
N N
Figura 8. Estrutura da 2,2-Bipiridina (bipy).
Jin Cheng-Wei e colaboradores34
desenvolveram complexos binucleares de íons Ln3+
com
os agentes complexantes 2,2-bipiridina e ácido 3,4-dimetil benzóico (DMB) tendo como finalidade os
estudos de suas propriedades termodinâmicas. Os lantanídeos utilizados foram o térbio e o disprósio,
cujos complexos foram analisados por espectroscopia no IV e DRX de pó, obtendo a fórmula
molecular [Ln(bipy)(dmb)3]2bipy. A Figura 9 representa o poliedro de coordenação dos complexos
obtidos neste trabalho. Nos estudos de luminescência, os complexos demostraram emissões
características de Tb3+
e Dy3+
. Outra característica que os pesquisadores observaram foi que os
complexos produzidos tiveram alta estabilidade térmica a partir de análises de TG em atmosfera de
N2 gasoso.
Figura 9. Poliedro de coordenação que representa os complexos de fórmula molecular [Ln(bipy)(dmb)3]2bipy,
sendo bolas verdes representam os íons Tb3+
e Dy3+
, as bolas vermelhas representam os átomos de oxigênio do
ligante DMB e as bolas azuis representam os átomos de nitrogênio da Bipy .
9
Dutt e colaboradores35
realizaram sínteses e estudos de complexos de íons Ln3+
com o
ligante 3-hidrixi-2-metil-4-pirona (Figura 10), também conhecido como maltol, com o objetivo de
relatar as constantes de formação dos complexos de lantanídeos com esse ligante em meio aquoso.
Foram utilizados 10 íons Ln3+
diferentes para os estudos e os complexos de Ln3+
com maltol exibiram
valores de constantes de formação similares encontrados para complexos de terras raras com
agentes complexantes derivados de acetil acetona.
O
OH
O
Figura 10. Estrutura da 3-hidrixi-2-metil-4-pirona (maltol).
Barta e colaboradores 36
desenvolveram complexos de Ln3+
(La3+
, Eu3+
, Tb3+
, Gd3+
e Yb3+
)
com o ligante maltol e seus derivados. O intuito dos pesquisadores foi produzir complexos de Ln3+
com potenciais aplicações biológicas, mais especificadamente nos estudos de citotoxicidade e
captação celular em células caco-2 e em hidroxiapatita in vitro. Os complexos foram caracterizados
por análise elementar CHN, ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN 1H) e espectroscopia
no IV. Nos estudos biológicos, os complexos apresentaram valores de IC50 pelo menos seis vezes
maiores do que o composto de referência cis-platina, além de apresentarem resultados similares em
estudos de interação com a hidroxiapatita e valores de coeficiente de permeabilidade quando
comparados ao composto de referência [La2(CO3)3], também conhecido como fosrenol.
Naseri e colaboradores37
desenvolveram um complexo de Sm3+
com o ligante maltol com
objetivo de estudar a biodistribuição e o tempo de meia-vida desse composto. O complexo de Sm3+
com maltol foi testado em órgãos de ratos, tais como: fígado, intestino e coração; e demonstrou uma
biodistribuição maior do que o composto SmCl3. Realizaram também testes de tempo de meia-vida
desses dois compostos nesses órgãos específicos de ratos e, concluíram que o complexo de Sm3+
com maltol apresentou tempo de meia-vida maior do que o do SmCl3 em alguns órgãos testados.
2.2 Principais aplicações dos complexos de íons lantanídeos
Os lantanídeos apresentam diversas aplicações, tais como: agentes de contraste, agentes
antitumorais, catálise, ímas permanentes, sensores luminescentes, polimentos, entre outras. Por
exemplo, os agentes de contraste são compostos químicos que promovem mudanças marcantes nas
taxas de relaxamento dos prótons de tecido e são classificados como: positivos e negativos. Os íons
de Gadolínio (Gd3+
) são muito utilizados como agentes de contraste positivos, os quais formam
10
complexos paramagnéticos. Estes afetam a taxa de relaxamento do átomo de H da molécula de água
através da troca de moléculas de água em sua esfera de coordenação. Os complexos mais usados
clinicamente como agentes de contraste são [Gd(dota)] e [Gd(dtpa)(H2O)]2-
, representandos na
Figura 11.38
Figura 11. Estrutura do complexo [Gd(dota)] (à esquerda) e estrutura do complexo do [Gd(dtpa)(H2O)]2-
(à
direita).
As atividades biológicas dos complexos de íons lantanídeos podem ser exploradas levando
em conta as características desses íons Ln3+
, como por exemplo: alta flexibilidade de esfera de
coordenação, configuração eletrônica particular e propriedades físico-químicas específicas. A
estabilidade redox dos lantanídeos é um dos fatores quetornam estes elementos adequados para
diversas aplicações celulares.8,39
Os íons Ln apresentam importantes aplicações na área da catálise euma das aplicações está
no processo de craqueameto catalítico. As zeólitas são componentes deste processo, e nestas, os
lantanídeos são introduzidos via troca iônica ocasionando nas zeólitas o aumentoda estabilidade e da
atividade do catalisador.40
Dentre as várias aplicações dos lantanídeos, esse trabalho foca nas seguintes aplicações:
catálise, sondas luminescentes, agentes de contraste e agentes antitumorais.
2.2.1 ESTUDOS DOS LANTANÍDEOS EM CATÁLISE
O grande número de aplicações dos lantanídeos eleva sua demanda e se aplicam em
sistemas complexos de engenharia, tais como: conversores catalíticos automotivos e catalisadores de
refinamento de petróleo. 41
Na área de catálise bioinorgânica, os lantanídeos também têm suas contribuições. Os
lantanídeos (La-Gd) apresentam utilidade às bactérias que precisam de ácidos de Lewis como co-
fatores em suas enzimas de desidrogenase alcoólica. Lumpe e colaboradores42
investigaram o
impacto dos íons lantanídeos nos parâmetros catalíticos (taxa de reação, constante catalítica) de uma
metanol desidrogenase (MDH) isolada da bactéria Methylacidiphilum fumariolicum SolV. Os
11
experimentos cinéticos demonstraram que alta atividade catalítica dos lantanídeos de menor raio (La-
Gd) sob a MDH.
Os lantanídeos também são usados como catalisadores em reações específicas, como é o
caso da reação de esterificação (Figura 12), reação que forma éster a partir de um álcool e um ácido
orgânico. Segundo Reid43
, a esterificação é caracterizada como a melhor reação com qual se pode
estudar a atividade catalítica de ácidos pela facilidade e a precisão com que as velocidades das
reações de esterificação podem ser medidas. A produção dos ésteres é a partir da condensação de
ácidos carboxílicos com alcoóis, e geralmente, os métodos mais aplicados ocorrem inicialmente pela
ativação do grupo carboxila (COOH) do ácido seguido pela reação com álcool adequado.44
Como a
reação de esterificação é uma reação reversível, a formação de água favorece o sentido inverso, que
é a hidrólise do éster, diminuindo o rendimento da reação.45
O
OHR1
R2
OH+
O
OR1
R2
+ H2OÁcido
Catalisador
Figura 12. Equação de química genérica de uma reação de esterificação.
Ghesti e colaboradores46
sintetizaram um composto de Cério com o ligante dodecilsulfato
(DS) que foi caracterizado por espectroscopia no IV, análise elementar, DRX de pó e TG; obtendo o
composto de fórmula molecular [Ce(DS)3].3H2O. Esse complexo de Ce
3+ teve as funções de
catalisador de ácido de Lewis/surfactante para a produção de ésteres alquílicos por reações de
transesterificação e esterificação isentas de solventes. Os resultados demonstraram que o catalisador
converteu as matérias primas (triacilglicerídeos e ácidos graxos) em ésteres em menos de 4 h, com
rendimentos superiores a 95%.
Mattos e colaboradores47
sintetizaram materiais de La3+
, Ce3+
, Sm3+
e Gd3+
com agente
complexante DS com objetivo de produção de catalisadores ácidos de Lewis/surfactantes para a
produção de biodiesel. Os compostos produzidos foram caracterizados por espectroscopia no IV,
análise elementar CHN, DRX e RMN de 1H, apresentando a fórmula molecular [Ln(DS)3]
.3H2O. Os
catalisadores foram aplicados para reações de transterificação e esterificação, eesses complexos
apresentaram bons resultados de conversão nas reações, destacando o complexo de Gd3+
que
proporcionou a maior taxa de conversão nas reações de esterificação.
12
2.2.2 Sondas Luminescentes com íons Ln
A partir de seus estados emissores de luz, estas sondas de lantanídeos podem fornecer uma
variedade de sinais de leitura através da luminescência de Eu3+
, Tb3+
, Yb3+
, Sm3+
, Dy3+
, sinais que
indicam informações sobre ambiente de coordenação, simetria e centro de inversão dos compostos
de Ln, por exemplo.
É desafiadora a pesquisa sobre os complexos de Ln como sondas luminescentes,
principalmente, em sistemas in vivo, uma vez que exige uma detecção múltipla e dinâmica dos
analitos que estão interagindo com as células.48
Dentre todos os íons Ln3+
, os íons Tb3+
e Eu3+
se destacam como sondas luminescentes. A
partir dos desdobramentos e intensidades observadas nas transições dos íons Eu3+
, por exemplo, é
possível obter informações sobre ambiente de coordenação do íon, constante de estabilidade dos
respectivos complexos, simetria no sito de coordenação, entre outras.49
Os compostos luminescentes de Tb3+
apresentam luminescência na luz verde, e essa
luminecência é devida às transições 5D4→
7FJ (J = 2-6). A transição
5D4→
7F5 (535-555 nm), que tem
maior intensidade dentre as demais, caracteriza o composto de Tb3+
como uma excelente sonda
luminescente.
As intensidades relativas das emissões 5D4 →
7FJ apresentam alta sensibilidade, porém, não
tão hipersensitivas com a capacidade de detalhar a natureza do ambiente ligante. A Figura 13
representa o diagrama de energia do íon Tb3+
e um típico espectro luminescente desse íon.
13
Figura 13. Diagrama de energia do íon Tb3+
(à esquerda) e espectro luminescente do íon Tb3+
(à direita). 50,51
Os compostos luminescentes contendo íons Eu3+
estão entre os mais estudados devido à
intensa emissão vermelha desse íon.52
A alta intensidade de luminescência dos compostos de Eu3+
advém das transições 5D0→
7FJ (J = 0-6) (Figura 14). As transições para os níveis
7F5 e
7F6 não são
observadas, pois são de baixa energia e com altos valores de comprimento de onda, não se
enquadrando na faixa de comprimento de onda dos detectores de espectrofluorímetro.
Figura 14. Diagrama de energia do íon Eu
3+ (à esquerda) e o espectro luminescente do íon európio (à
direita).14, 52
A transição 5D0→
7F0 (570-585 nm) é regida por dipolo elétrico e proibida pela regra de
Laporte. Esta transição é considerada a melhor sonda estrutural para a coordenação do íon Eu3+
. A
presençada transição 5D0→
7F0 no espectro de emissão dos compostos de coordenação de Európio
indica que o metal está em um ambiente de baixa simetria e não possui centro de inversão.
14
Dependendo da quantidade de picos presentes nesta transição, é possível quantificar os possíveis
sítios de coordenação presentes.49
A transição 5D0→
7F1 (585-600 nm) é controlada por dipolo magnético e é permitida por
Laporte. Esta transição aparece no espectro de emissão de compostos de Eu3+
independentemente
do campo cristalino. Tal transição é considerada uma espécie de referência interna, pois apresenta
insensibilidade ao campo do ligante e ao ambiente químico.49
A transição 5D0→
7F2 (610-630 nm) é conhecida como transição hipersensitiva, pois esta
transição é geralmente a mais intensa e sensível ao ambiente químico. Esta transição pode ser
considerada uma sonda estrutural, pois ocorrem variações na intensidade dessa transição devido às
mudanças do ambiente químico do Eu3+
.49
A otimização na estrutura dessas sondas luminescentes é necessária para a melhoria no
desempenho em sistemas biológico baseia-se em fatores como: seletividade, dinamismo, alta
solubilidade em água, fotoestabilidade e baixa toxicidade. Além disso, em termos de propriedades
fotofísicas, as sondas luminescentes precisam apresentar rendimento quântico relativamente alto,
pois estão sujeitas a caminhos supressores de luminescência. As estruturas dessas sondas também
representam um fator relevante, pois devem ser bastante aptas para a interação com as células alvo
e capazes de detectar o analito específico.48
Na-Sun e colaboradores53
sintetizaram uma sonda luminescente (Tb3+
/Cu2+
/ Ga3+
- MOF) com
intuito de obter informações sobre a progressão de câncer de próstata por meio da detecção da
sarcosina (metabolito gerado na progessão da metástase). A sonda foi caracterizada pelas técnicas
espectroscopia no IV, no UV-vis, de fluorescência e termogravimetria. Testes de fluorescência in vitro
utilizando componentes presentes na urina (creatinina, creatina, uréia, NaCl, sarcosina etc) foram
realizados demonstrando um aumento na luminescência da sonda em resposta à sarcosina, mesmo
com a presença dos outros componetes, e isto pode ser observado na Figura 15. Como resultado, a
luminescência verde pode ser facilmente observada quando o nível de sarcosina excede na amostra
testada e, além disso, o composto-sonda apresentou alta seletividade para a sarcosina.
Figura 15. Espectros de fluorescênciada sonda de Tb3+
e Cu2+
na ausência e presença de sarcosina.53
15
2.2.3 Agentes de contrastes
Os lantanídeos têm sido estudados como agentes de bioimagem em diagnóstico e tratamento
de câncer. Os agentes de contraste para RMN fazem parte dos exemplos de agentes de biomagem e
são amplamente utilizados com a finalidade de aumentar a diferença de contraste entre tecidos
normais e anormais. Com a inserção da RMN, o primeiro estudo com ressonância magnética humana
com contraste foi relatado em 1981 usando cloreto férrico como agente de contraste no trato
gastrointestinal. Geralmente, os agentes de contraste são complexos de íons paramagnéticos ou
partículas de magnetita super paramagnéticas.54
Os íons Gadolínio (Gd3+
) e Manganês (Mn2+
) estão geralmente presentes nas estruturas
desses agentes de contraste. Os agentes de contraste podem ser administrados oralmente ou
intravenosamente, dependendo de suas biodistribuições e aplicações. Os complexos mais utilizados
como agentes de contraste são [Gd(DTPA)(H2O)]2-
e [Gd(DOTA)].54
Em termos de imagem de RMN, o íon Gd3+
é o mais apropriado para desempenhar a função
de agente de contraste. Isto se deve ao seu paramagnetismo, pois há sete elétrons desemperelhados
no orbital 4f e para tal aplicação, este íon é usado na forma de complexo. Os íons Eu3+
, Dy3+
e Er3+
também são investigados, só que em pequena proporção, pois estes apresentam certas
desvantagens, como por exemplo; o tempo de relaxação curto, quando comparadas aos
complexosde Gd3+
.39
Tegafaw e colaboradores55
sintetizaram um novo agente de contraste baseado em
nanopartículas de óxido de lantanídeo misto (Gd3+
e Dy3+
) revestido pelo ácido D-glucurônico. O
composto foi caracterizado pelas técnicas de espectroscopia no IV, TG e análise elementar CHN, e
apresentou uma razão molar Gd3+
/Dy3+
de 48:52. Os testes de RMN do composto foram realizados
em sistemas in vivo, mais especificamente em fígado (Figura 16) e aorta coronais de camundongos.
Figura 16. Imagens de RMN em in vivo do fígado (marcado "L") em um camundongo antes e depois da injeção
intravenosa de uma suspensão de amostra do composto de Gd3+
e Dy3+
.55
Os contrastes positivo e negativo foram observados nas imagens de RMN. Esses resultados
mostram que ocomposto sintetizado tem potencial para ser usado como agente de contraste em
imagem de RMN.55
16
2.2.4 ATIVIDADES ANTITUMORAIS DOS LANTANÍDEOS
Nas últimas décadas, a pesquisa biomédica teve uma evolução no âmbito de
desenvolvimento de novos sistemas de moléculas nanoestruturadas para entrega direcionada de
diversas drogas.56
As moléculas pequenas coordenadas aos lantanídeos e nanomaterias têm sido
estudados como agentes citotóxicos e inibidores, e esses estudos abrangem diversas áreas, como,
por exemplo: radioterapia, terapia fotodinâmica, administração de drogas, biossensibilizaçao,
bioimagem, etc. 39
Os compostos de íons lantanídeos têm importância, por exemplo, em terapia de doenças
neoplásicas (tumores). Anghileri e colaboradores57
enfatizaram a importância das interações da
membrana celular mediante a citotoxicidade de complexos de Ln. Esse estudo impulsionou novos
agentes anticancerígenos à base de lantanídeos.8
Kwong e colaboradores58
sintetizaram um composto previamente desenvolvido59
sendo esse
composto de Yb3+
com agente complexante derivado da porfirina (OEP), com a finalidade de estudar
as potenciais atividades anticancerígenas em células de DNA humano, tais como: carcinoma epitelial
cervical (HeLa), carcinoma hepatocelular (HepG2) e carcinoma de mama (MCF-7). O composto de
Yb3+
foi caracterizados por espectroscopia no UV-Vis, análise elementar de CHN e DRX, obtendo a
fórmula molecular [Yb(OEP)(OH)]. Esse complexo apresentou resultados promissores nesse tipo de
aplicação biológica desencadeando a disfunção mitocondrial seguida por morte celular apoptótica
nesses tipos de células com câncer.
Caporale e colaboradores60
sintetizaram complexos de íons lantanídeos e entre outros metais
com a finalidade de promover a atividade antiproliferativa em duas linhagens específicas de células
humanas cancerígenas: MDA-MB-231 e DU145. Foram preparados complexos com os íons de Y3+
,
Nd3+
e Sc3+
os quais foram caracterizados por RMN 1H e demonstraram bons resultadosno combate à
proliferação de células cancerígenas. A partir dos testes de citotoxicidade nesses tipos de células, os
complexos de Y3+
apresentaram melhores resultados em concentrações altas.
Diante desses exemplos, é possível evidenciar a potencial aplicação de complexos de íons
Ln em sistemas biológicos, mais especificamente, a potencial ação antitumoral.
17
3 OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GERAL
Este trabalho teve como objetivo geral a síntese e caracterização de novos compostos de
coordenação com íons lantanídeos, obtidos a partir de agentes complexantes cromóforos, com intuito
de explorar suas propriedades luminescentes e biológicas.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Síntese de novos complexos com íons lantanídeos (Eu3+
, Tb3+
, Gd3+
e La3+
) obtidos
a partir de agentes complexantes cromóforos (2-hidroxi-1,4-naftoquinona; tropolona;
naftaleno – 2,3-diol; 1,2-dimetil -3-hidroxi-4-piridinona; fenatrolina; 2,2-bipiridina e 3-
hidrixi-2-metil-4-pirona);
Caracterização de complexos inéditos desenvolvidos por meio da espectroscopia
vibracional na região do infravermelho (FT-IR), absorção eletrônica na região do
Ultravioleta-Visível (UV-Vis), ponto de fusão (PF), DRX de monocristal e
condutividade;
Estudos de luminescência dos novos complexos sintetizados (espectros de
excitação e emissão, tempos de vida do estado excitado, eficiência quântica, entre
outros);
Estudo da atividade catalítica dos compostos em reações de esterificação partindo
do HAc com BzOH e do ácido oleico com metanol;
Estudo de viabilidade celular dos complexos, pelo ensaio de citotoxicidade in vitro
com metiltiazol tetrazólio (MTT) contra diferentes tipos de linhagens celulares.
18
4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
4.1 REAGENTES E SOLVENTES
Os reagentes e solventes (Tabela 2) foram utilizados na sua forma comercial, sem
nenhuma purificação prévia.
Tabela 2. Marca e pureza dos reagentes e solventes.
Reagente/Solvente Marca Pureza Reagente/Solvente Marca Pureza
Óxido de Térbio(III) Sigma-Aldrich 99,99 % 3-Hidroxi-2-metil-4-pirona Sigma-Aldrich 99,99%
Óxido de Európio(III) Sigma-Aldrich 99,99 % Tropolona Sigma-Aldrich 99,99%
Óxido de Gadolínio(III)
Sigma-Aldrich 99,99 % 2-Hidroxi-1,4- naftoquinona Sigma-Aldrich 99,99%
Óxido de Lantânio (III) Sigma-Aldrich 99,99 % Naftaleno – 2,3-diol Sigma-Aldrich 99,99%
Ácido Acético Dinâmica 99,99% 1,2-Dimetil -3-hidroxipiridin-4-ona Sigma-Aldrich 99,99%
Ácido Nítrico Vetec 65 % 2,2-Bipiridina Sigma-Aldrich 99,99%
Álcool Benzílico Dinâmica 99,99% Fenantrolina Sigma-Aldrich 99,99%
Àcido Oleico Dinâmica 90% Metanol J.T. Beker 99,95%
4.2 SÍNTESE DOS SAIS DE LANTANÍDEOS
Os sais de Ln (Ln(NO3)3.xH2O) e de (Ln(Cl)3.xH2O) utilizados nas sínteses foram
preparados por meio do ataque ácido dos óxidos de Ln de interesse.Pesou-se aproximadamente 400
mg do óxido de lantanídeo (Ln2O3) e adicionou-se 2 mL de água deionizada em um béquer de
100 mL. Em seguida, foi adicionado sob agitação, o ácido correspondente ao sal (HNO3 ou HCl) gota
a gota, até a dissolução do óxido de lantanídeo. Tal sistema foi mantido sob agitação e aquecimento
de aproximadamente 80 ºC até quase evaporação completa do solvente. Em seguida, adicionou-se 5
mL de água deionizada, e novamente o sistema foi submetido a agitação e aquecimento até a
evaporação e quase secagem. Este procedimento de diluição e secagem com água deionizada foi
reproduzida várias vezes até a obtenção do pH em torno de 5. Em seguida, foi adicionado 5 mL de
etanol e, em constante agitação, até a evaporação total (com aquecimento), secagem e consequente
obtenção do sal de lantanídeo de interesse (Ln(NO3)3.xH2O) ou (Ln(Cl3)3.xH2O).
19
4.3 SÍNTESE DE COMPLEXOS DE Ln3+ COM OS AGENTES COMPLEXANTES
CROMÓFOROS
4.3.1 Tentativa de síntese de Gd3+com os agentes complexantes 2-hidroxi-1,4-
naftoquinona e fenantrolina
Em um balão de 100 mL, contendo uma solução metanólica (10 mL) de 2-hidroxi-1,4-
naftoquinona (1,2 mmol; 208 mg), foi adicionada sob agitação uma solução metanólica (10 mL) de
fenantrolina (0,4mmol; 7,12 mg). Logo em seguida, foi realizada a correção do pH para 7 utilizando
solução aquosa de NaOH 1 mol.L-1
. Após isso, adicionou-se lentamente uma solução metanólica (10
mL) de cloreto de gadolínio hidratado (0,4 mmol; 180 mg). O sistema foi mantido em refluxo a 60 °C
por 8 horas. Após o término da reação, realizou-se a filtração da solução final, e o filtrado foi posto ao
ar para evaporação lenta do solvente, resultando em pó vermelho que foram analisados por
espectroscopia no IV.
4.3.2 Tentativa de síntese de Gd3+ com os agentes complexantes 1,2-dimetil-3-
hidroxi-4-piridinona e fenantrolina
Em um balão de 100 mL, contendo uma solução metanólica (10 mL) do ligante 1,2-dimetil -
3-hidroxi-4-piridinona (1,8 mmol; 250 mg), foi adicionada sob agitação uma solução metanólica
(10 mL) de fenantrolina (0,6 mmol;118 mg). Logo em seguida, foi realizada a correção do pH para 7
utilizando solução aquosa de NaOH 1 mol.L-1
. Após isso, adicionou-se lentamente uma solução
metanólica (10 mL) de nitrato de gadolínio hidratado (0,6 mmol; 270 mg). A reação foi conduzida por
sistema de refluxo a 60°C por 4 horas. Após o término da reação, realizou-se a filtração da solução
final, e o filtrado foi posto ao ar para evaporação lenta do solvente. Logo depois, formou-se pó dentro
do béquer e o produto foi caracterizado por espectroscopia no IV.
4.3.3 Síntese do complexo de Gd3+com os agentes complexantes naftaleno-2,3-
diol e 2,2-bipiridina (complexos 1 e 2)
Em um balão de 100 mL, contendo uma 10 mL solução metanólica naftaleno – 2,3-diol
(1,5 mmol; 248 mg), foi adicionada sob agitação uma solução metanólica (10 mL) de 2,2-bipiridina
(0,5 mmol; 80,5 mg). Logo em seguida, foi realizada a correção do pH para 7 utilizando solução
aquosa NaOH 1 mol.L-1
. Após isso, adicionou-se lentamente uma solução metanólica (10 mL) de
nitrato de gadolínio hidratado (0,5 mmol; 226 mg).O sistema foi mantido em refluxo a 60 °C por 24
horas. Após o término da reação, realizou-se a filtração da solução final, e o filtrado foi posto ao ar
livre para evaporação lenta do solvente, resultando em duas frações diferentes. No começo da
evaporação observou-se a formação de um precipitado verde (Composto A) o qual foi separado da
solução. Após maior tempo de evaporação, observou-se a formação de um precipitado cinza
(Composto B) o qual também foi separado por filtração. Composto A: IV (pastilha de KBr), em cm-
1: (OH) 3423; (C=N) 1596; (C=C)1569;(C=C)1508;(CAr-O) fenol 1265; (Ln-O) 420. Composto
20
B: IV (pastilha de KBr), em cm-1
: (OH) 3430; (C=N) 1596; (C=C) 1510, (CAr-O) fenol 1265;
(Ln-O) 426.
4.3.4 Síntese do complexo de Gd3+com os agentes complexantes tropolona e
fenatrolina (complexo 3)
Em um balão de 100 mL, contendo uma de 10 mL solução metanólica de tropolona
(1,2 mmol;148 mg), foi adicionada sob agitação uma solução metanólica (10 mL) de fenantrolina
(0,4 mmol; 7,12 mg). Logo em seguida, foi realizada a correção do pH para 7 utilizando solução
aquosa de NaOH 1 mol.L-1
. Após isso, adicionou-se lentamente 10 mL de uma solução metanólica de
cloreto de gadolínio hidratado (0,4 mmol; 150 mg). A reação foi conduzida por agitação simples a
60 °C por 3 horas. Após o término da reação, realizou-se a filtração da solução final, e filtrado foi
posto ao ar para evaporação lenta do solvente, resultando em um sólido amarelo (Composto C).IV
(pastilha de KBr), em cm-1
: (OH) 3409; (C=O) 1594; (C=N) 1508;(CAr-O) fenol 1334; (Ln-O)
408.
4.3.5 Síntese dos complexos de Ln3+ com os agentes complexantes maltol e
2,2-bipiridina onde Ln = Gd (complexo 4), Tb (complexo 5) ou Eu (complexo 6)
Em um balão de 100 mL, contendo uma solução metanólica (10 mL) de maltol (1,8 mmol;
227 mg), foi adicionada sob agitação de 5 mL uma solução metanólica de 2,2-bipiridina (0,6 mmol;
93,7 mg). Logo em seguida, foi realizada a correção do pH para 7utilizando solução aquosa de
NaOH 1 mol.L-1
. Após isso, adicionou-se lentamente uma solução metanólica (5 mL) de nitrato de
Gd3+
hidratado (0,6 mmol; 270 mg), nitrato de Tb3+
hidratado (0,6 mmol; 272 mg), nitrato de Eu3+
hidratado (0,6 mmol; 268 mg), cada sal foi utilizado para sua respectiva reação. O sistema foi mantido
em refluxo a 60 °C por 8 horas. Após o término da reação, realizou-se a filtração da solução final e o
filtrado foi posto ao ar livre para evaporação lenta do solvente, resultando em cristais incolores PF: IV
(pastilha de KBr), em cm-1
: (Complexo 1) (OH) 3260; (C=C) 1633, 1535 e 1514; (C=O)
1596; (C=N) 1581; (CAr-O) fenol 1265; (Ln-O) 412. [Gd(maH)(ma)(bipy)(NO3)2]; Rendimento: 39,5
%. (Complexo 2) (OH) 3260; (C=C) 1632, 1537 e 1515; (C=O) 1599; (C=N) 1583; (CAr-O)
fenol 1265; (Ln-O) 414. [Tb(maH)(ma)(bipy)(NO3)2]; Rendimento: 48,9%. (Complexo 3) (OH)
3260; (C=C) 1632, 1530 e 1510; (C=O) 1594; (C=N) 1581; (CAr-O) fenol 1265; (Ln-O) 422.
[Eu(maH)(ma)(bipy)(NO3)2]; Rendimento: 22,7%.
21
4.4 CATÁLISE NA ESTERIFICAÇÃO
4.4.1 Teste catalítico dos complexos 1, 2 e 3 na esterifição
Os catalisadores foram avaliados na reação de esterificação do ácido acético (HAc) com
álcool benzílico (BzOH). Os testes catalíticos foram realizados com razão molar HAc:BzOH (1:1),
massa de catalisador de 5% (em relação à massa de HAc) e sob agitação durante 1 hora com
temperatura igual a 60 ºC. As reações foram realizadas em fase líquida em tubos de ensaio fechados
em um banho seco de alumínio. O método de centrigufação foi aplicado somente para o ensaio
catalítico do complexo 3, que se demonstrou parcialemnte insolúvel ao meio reacional. Os tubos dos
ensaios catalíticos dos complexos 1, 2 e 3 foram armazenados em geladeira para análise posterior
por RMN de 1H.
Para determinação da conversão em acetato de benzila (éster 1), a %Céster 1 foi determinada
de acordo com a equação 1 abaixo:
4.4.2 Teste catalítico do complexo 6 na esterifição
O complexo 6 foi avaliado na reação de esterificação do ácido oleico com metanol. O teste
catalítico teve como razão molar ácido oleico:metanol (1:9). Foi mantida constante a massa de
catalisador (5% em relação à massa de ácido oléico) sob agitação durante 6h com a temperatura
igual a 60 ºC. O ensaio catalítico foi realizado em fase líquida em tubo de ensaio fechado com banho
seco e, após a reação, a solução resultante foi colocada em um funil de separação e foi lavada três
vezes com 1 mL de água destilada para captação da fase orgânica em um eppendorff. Depois, no
eppendorff que continha a fase orgânica, foi adiciona a peneira molecular. Depois de três dias, essa
fase orgânica foi armazenada em geladeira para análise posterior por RMN de 1H.
Para determinação da conversão em metil oleato (éster 2), a %Céster 2 foi determinada de
acordo com a equação 2 abaixo:
22
4.5 Estudos de modelagem computacional dos complexos 4-6
Os complexos do tipo [Ln(maH)(ma)(bipy)(NO3)2], com maH = maltol (C6H6O3), bipy =
2,2’-bipiridyl, e Ln = Eu3+
, Gd3+
and Tb3+
, foram modelados a partir das estruturas cristalográficas
obtidas no trabalho experimental, utilizadas como estruturas de partida para os procedimentos de
otimização de geometria. Todos os cálculos que utilizaram o método de teoria do functional da
densidade (Density Functional Theory – DFT) foram realizados com o programa Gaussian 09 61
,
versões C e D, e os cálculos realizados com o método semi-empírico, foi utilizado o programa
MOPAC 62
. Os pontos estacionários foram caracterizados por suas constantes de força. As estruturas
foram calculadas em fase gás (espécies isoladas) usando o funcional DFT B3LYP. Em particular para
o complexo com Ln = Eu3+
, os funcionais DFT B3LYP (BECKE, 1988; LEE; YANG e PARR, 1988),
PBE0 (ADAMO e BARONE, 1999; ERNZERHOF e SCUSERIA, 1999) e WB97XD (CHAI e M. HEAD-
GORDON, 2008), bem como o método semi-empírico AM1/Sparkle (ROCHA et al., 2004), para o
estabelecimento de uma metodologia adequada para o estudo das propriedades estruturais. Todos
os cálculos DFT empregaram os conjuntos de base 6-31G para átomos de C e H, 6-31+G para O e
N, e os íons trivalentes de lantanídeo, foram descritos pelo potencial efetivo de caroço relativístico
(Effective Core Potencial – ECP) MWB46+n, que inclui os elétrons 4fn no caroço (DOLG et al., 1989).
Para a modelagem da cinética de dissociação para os casos de processos dissociativos sem barreira,
a teoria do estado de transição variacional foi utilizada (Variational Transition State Theory - VTST)
(OLIVEIRA e BAUERFELDT, 2012; BAO e THRULAR, 2017).63
4.6 Ensaios de avaliação citotótica dos complexos 4-6
A citotoxicidade dos complexos 4-6 foi determinada pelo ensaio colorimétrico MTT (Brometo
de 3-(4,5-dimetiletiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazólio), onde as células viáveis, com o metabolismo ativo
convertem o MTT em cristais de formazan. As células foram plaqueadas em placas de 96 poços,
mantidas em estufa a 37 ºC por 24 horas antes da adição das amostras testes em meio de cultura
suplementado. Após a incubação com as amostras testes, removeu-se o meio de cultura e foi
adicionada uma solução de MTT (5 mg/mL em PBS) a 10% em meio de cultivo por 2 horas e trinta
minutos a 37 ºC em estufa (Thermo scientific, modelo 3130); em seguida, a solução de MTT foi
descartada e os cristais de formazan foram dissolvidos pela adição de 100 µL de DMSO em cada
poço. As placas foram analisadas em espectrofotômetro e a absorbância foi medida no comprimento
de onda de 595 nm. Como 100% de células viáveis foram usadas, as células foram tratadas apenas
com meio de cultivo suplementado.
23
4.7 METODOLOGIA DE CARACTERIZAÇÃO
4.7.1 Ponto de Fusão – PF
Os pontos de fusão foram determinados em um aparelho MELT-TEMP II usando capilares de
vidro, no Laboratório de Síntese Inorgânica e Bioinorgânica.
4.7.2 Espectroscopia vibracional na região do infravermelho – IV
Os espectros de absorção na região do infravermelho foram obtidos em pastilha de KBr no
espectrômetro Vertex 70 da Bruker Corporation a CAIQ – UnB. Foram utilizadas 128 varreduras com
resolução espectral de 4 cm-1
na região do infravermelho médio (4000 a 400 cm-1).
4.7.3 Espectroscopia de absorção eletrônica na região do ultravioleta – visível – (UV-VIS)
Os espectros eletrônicos nas regiões do ultravioleta e do visível foram obtidos em um
espectrofotômetro Agilent 8453 (Região 800 - 200 nm), no Laboratório de Análise Instrumental do
Instituto de Química – UnB. Os agentes complexantes e seus complexos foram analisados em
solução de metanol, utilizando-se cubetas de quartzo com capacidade para 3 mL e 1 cm de caminho
óptico.
4.7.4 Estudos de Luminescência
Os espectros de excitação e emissão foram obtidos à temperatura ambiente por meio de um
espectrofotômetro HORIBA Scientific modelo Fluorolog®-3 FL3C- 2iHR na CAIQ – UnB. Como fonte
de excitação, utilizou-se a lâmpada de Xe de 450 W.
As amostras foram analisadas em solução de metanol, utilizando-se cubetas de quartzo. Para
a obtenção de espectros com melhor relação sinal/ruído, otimizou-se vários parâmetros (incremento,
filtro, fendas de entrada e saída, tempo de integração e passo do monocromador).
4.7.5 Condutividade Molar
As medidas de condutividade molar dos compostos foram obtidas à temperatura ambiente
(25 °C), utilizando-se um condutivímetro Tec-4MP. As soluções dos complexos foram preparadas em
metanol e em DMSO com concentração de 1,0x10-3
mol.L-1
. A análise de condutividade molar foi
realizada no Laboratório de Química Analítica e Ambiental – LQAA do IQ - UnB.
4.7.6 Difração de Raios X de monocristal – DRX
As análises cristalográficas foram realizadas na Central de Análises, no Departamento de
Química – UFSC pelo Prof Dr. Adaílton Bortoluzzi. Os dados foram coletados em um difratômetro
automático KAPPA APEX-II DUO equipado com um tubo de molibdenio (MoKα λ = 0,71073 A) e
monocromador de grafite. Os dados foram corrigidos por absorção usando o método semi-
emprírico multiscan64
. As estruturas cristalinas foram resolvidas através dos métodos diretos e
refinadas pelo método dos mínimos quadrados com matriz completa utilizando-se os programas
24
SHELXS e SHELXL65
, respectivamente. As representações gráficas das estruturas moleculares foram
geradas utilizando o programa PLANTOL66
.
4.7.7 Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN)
Os espectros de ressonância magnética nuclear de 1H foram obtidos em um espectrômetro
Bruker, modelo Console Avance III HD e Magneto Ascend 600 MHz. Os espectros de RMN 1H foram
realizados em solução de metanol-D4 e referenciados ao TMS. Os deslocamentos químicos
expressos em δ(ppm), e os padrões de acoplamentos definidos por: s (singleto), d (dupleto), t
(tripleto), m (multipleto), dd (duplo dupleto), td (triplo dupleto), dt (duplo tripleto) e bl (banda larga). As
análises foram realizadas na Central de Análise do Instituto de Química da Universidade de Brasília.
25
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 CARACTERIZAÇÃO DOS COMPLEXOS
Foram sintetizados três complexos inéditos contendo os íons Gd3+
(4), Tb3+
(5), Eu3+
(6) com
os agentes complexantes cromóforos maltol e 2,2-bipiridina. Outros três novos complexos de Gd3+
,
dois deles com os agentes complexantes cromóforos naftanelo – 2,3-diol e 2,2-bipiridina (Complexos
1 e 2), e um com tropolona e fenantrolina. Foram realizadas inúmeras tentativas de recristalizações,
com o uso de variados solventes e misturas de solventes para a separação dos complexos das
respectivas misturas. A maioria dos complexos formados foi solúvel em água, etanol, metanol,
acetona, DMF e DMSO. Os complexos inéditos de Gd3+
(4), Tb3+
(5), Eu3+
(6) sintetizados foram
obtidos na forma cristalina obtendo monocristais suscetíveis para análise de difração de raios X. Os
complexos são estáveis ao ar à temperatura ambiente, e não são higroscópicos.
Os complexos 4-6 foram caracterizados através das técnicas de espectroscopia no IV e no
UV-Vis, espectroscopia de emissão, PF, condutimetria e DRX. E os demais complexos obtidos foram
caracterizados por espectroscopia no IV.
Para melhor entendimento, são apresentadas novamente na Figura 17 as estruturas dos
agentes complexantes utilizados no trabalho.
Figura 17. Estruturas dos agentes complexantes utilizados no trabalho.
5.1.1 Ponto de fusão
Os compostos 4-6 foram submetidos aos testes de pontos de fusão, obtendo os seguintes
valores de temperatura de fusão.
26
Tabela 3. Valores de ponto de fusão (°C) dos agentes complexantes maltol e 2,2-bipiridina e dos complexos 4-6.
Complexos/agentes complexantes Ponto de Fusão (°C)
Complexo 4 (Gd3+
) 155 -158
Complexo 5 (Tb3+
) 164
Complexo 6 (Eu3+
) 187-193
Agente complexante maltol 163
Agente complexante bipy 70
Os valores de ponto de fusão dos complexos 4-6 se diferenciaram entre si, pois são
complexos formados pelos mesmos agentes complexantes, porém com Ln3+
diferentes. É possível
observar ainda uma diferença de valores de temperatura de fusão dos complexos quando
comparados aos agentes complexantes, sugerindo a formação de novos compostos, no caso de
coordenação.
5.1.2 Espectroscopia no IV
A espectroscopia de absorção por IV é utilizada para a identificação dos grupos funcionais
pertencentes a uma molécula. Esta técnica é fundamentada na absorção de radiação IV na qual a
molécula sofre um aumento de sua energia vibracional.67
Tal técnica é uma ferramenta muito
importante e de grande utilidade para a análise das estruturas dos compostos. Neste trabalho, a
utilização desta técnica possibilitou a caracterização inicial dos complexos, pois ao correlacionar os
espectros destes com o de seus respectivos agentes complexantes, pôde-se observar a formação
dos novos compostos de coordenação (deslocamentos dos seus estiramentos em relação aos
agentes complexantes).
5.1.2.1 Espectroscopia no IV dos complexos 1, 2 e 3 e tentativas de sínteses.
Assim como os produtos das tentativas de sínteses, os complexos 1, 2 e 3 foram
caracterizados por espectroscopia no IV e seus espectros estão nas figuras em anexo.
A rota sintética da tentativa de síntese de Gd3+
com os agentes complexantes HNQ e phen
(seção 4.3.1) foi otimizada com base na rota sintética de três trabalhos da literatura. Trabrizi e
colaboradores68
descreveram a síntese de um complexo de Cd2+
com HNQ e phen sob agitação
simples utilizando adição de base (KOH) em quantidade estequiométrica (1:1) ao ligante HNQ.
Oliveira e Colaboradores69
descreveram a síntese de um complexo de Ru2+
com HNQ sob sistema de
refluxo utilizando adição de base (Et3N) em quantidade estequiométrica (3:1) ao ligante HNQ. Já
Genovese e colaboradores19
descreveram sínteses de complexos de Ln3+
com HNQ sob sistema de
refluxo sem ajuste de pH. Na rota sintética da seção 4.3.1 foi utilizada a correção de pH com
pequena quantidade de base para pH 7, diferentemente das rotas sintéticas que utilizaram adição de
27
de base em grande quantidade. Optou-se ainda pela aplicação de refluxo ao sistema reacional.
Porém, mesmo com a otimização embasada nesses três artigos, pelos espectros de IV (Figura A1)
observou-se a recuperação dos agentes de partida na síntese da seção 4.3.1.
Já a rota sintética da tentativa de síntese de Gd3+
com os agentes complexantes HPD e
phen (seção 4.3.2) foi proposta com base no estudo de Mawani e colaboradores16
que sintetizaram
complexos de Ln3+
com HPD, utilizando correção de pH para 9-10 e agitação simples por uma hora.
Na rota sintética da seção 4.3.2 foi utilizada a correção de pH para 7, pois hidróxidos de Ln tendem a
se formar em pH superior a 8, e optou-se, em contrapartida, pela aplicação do sistema de refluxo,
uma vez que o pKa do HPD é relativamente alto. Entretanto, a partir dos espectros de IV (Figura A2),
tal reação resultou na recuperação dos reagentes de partida, não ocasionando a formação de um
novo complexo.
A comparação dos espectros de IV do ligante naftaleno – 2,3-diol (NFD), do ligante 2,2-
bipiridina e do composto de Gd3+
com esses dois agentes complexantes encontra-se em anexo
(Figura A3). Pelos espectros de IV, infere-se que houve coordenação dos agentes complexantes ao
Gd3+
. No espectro IV do ligante NFD, a banda referente ao OH aparece em 3423 cm-1
. Os
estiramentos de C=C e C-O de fenol aparecem em 1525 e 1278 cm-1
. O ligante bipy exibe os
estiramentos C=C e C=N com os valores: 1577 e 1558 cm-1
, respectivamente. No espectro de IV dos
complexos, percebem-se os deslocamentos dos estiramentos característicos dos agentes
complexantes, como por exemplo: 1596 cm-1
para C=N na bipy, 1508 cm-1
para C=C, 1465 cm-1
para
C=C e 1265 cm-1
para C-O de fenol do ligante NFD. Os valores de deslocamento dos estiramentos
para C-O de fenol encontrados são similares ao deslocamento encontrado em complexo de Sn com
NFD por Soto e colaboradores.70
Já os valores de deslocamento dos estiramentos C=N da bipy são
similares a compostos de Ln desenvolvidos por Shu-Mei He e colaboradores71
. Os complexos 1 e 2
se diferenciam minimamente pelos espectros de IV, com o aparecimento de uma banda em 1650 cm-1
no espectro de IV do composto B, evidenciando serem complexos diferentes. Entretanto, outras
técnicas de caracterização se fazem necessárias para confirmar a formação desses dois novos
complexos. Ambos compostos não apresentaram solubilidade nos seguintes solventes: etanol,
metanol, clorofórmio, acetona, acetroniltrila e acetato de etila.
A comparação dos espectros de IV do ligante tropolona, do ligante fenantrolina e do
composto de Gd3+
com esses dois agentes complexantes encontra-se na Figura A4 em anexo. Por
esses espectros de IV, infere-se que há coordenação do ligante tropolona e da fenantrolina ao íon
Gd3+
, valores de estiramentos similares encontrados por Esse composto não teve solubilidade em
vários solventes, tais como:etanol, metanol, clorofórmio, acetona, acetroniltrila e acetato de etila.
Pelo espectro de IV da Figura A4 (vide anexo), observam-se os deslocamentos das bandas
caracterísicas do tropolona e da fenantrolina. No espectro do agente complexante tropolona, a banda
OH- aparece em 3203 cm
-1, e os estiramentos C=O, C=Car, C-O do fenol e dobramento C-H fora do
plano aparecem em 1602, 1544,1268 e 711 cm-1
, respectivamente.72
No espectro de IV da
fenantrolina, os estiramentos característicos de C=N, C=C e C-N aparecem em 1587, 1560 e 1344
cm-1
, respectivamente. No espectro de IV do composto de Gd3+
(complexo 3), há os deslocamentos
dessas dos estiramentos de νC=O, νC-O de fenol do tropolona foram para 1594 e 1334 cm-1
,
28
respectivamente. Zhang e colaboradores73
observaram comportamento similar em complexos de La
com tropolona. Já Zordok e colaboradores74
observaram em complexos de Ln com fenantrolina o
deslocamento da banda νC=N para a região similar ao observado no complexo 3 (em torno de 1519
cm-1
).
5.1.2.2 Espectroscopia no IV dos complexos 4-6 com os agentes
complexantes maltol e bipy.
Os espectros vibracionais na região do IV ofereceram informações importantes a respeito dos
principais grupos funcionais presentes nos agentes complexantes maltol e 2,2-bipiridina. O ligante
2,2-bipiridina possui as principais bandas de absorção no IV que são provenientes aos estiramentos
das ligações (C=N) e (C=C) de anel aromático. Já o ligante maltol apresenta como principais bandas,
as referentes a OH de fenol, νC=O de cetona e νC-O de fenol. Os espectros no IV dos complexos 4-6
apresentaram todas essas bandas referentes aos agentes complexantes, porém com deslocamento
dos estiramentos para menores números de onda, excetuando os estiramentos de C-O de fenol do
maltol, de C=N da bipy que foram para maiores número de onda e da banda O-H do maltol que
permaneceu inalterada.
Na Tabela 4 estão apresentados os principais estiramentos e atribuições selecionadas para
os complexos 4-6, e dos agentes complexantes livres maltol e 2,2-bipiridina (bipy).
Tabela 4. Bandas selecionadasdos espectros no IV para os complexos de 4 a 6 comparadas aos agentes
complexantes livres maltol e bipy. (cm-1
, dispersos em KBr).
A Figura 18 mostra os espectros no IV dos complexos 4-6 em comparação com os
espectros no IV dos agentes complexantes maltol e bipy, onde podem ser observadas as principais
semelhanças e diferenças entre agentes complexantes e complexos. Observando os espectros no IV
dos três complexos, nota-se que os perfis das curvas são muito semelhantes, indicando que estes
complexos são isoestruturais.
ν(OH)
ν(C=O)cetona ν(C=C) ν(C=N)
ν(C-O)fenol ν(NO3
-)
bidentado ν(Ln-O)
Maltol 3260 1654 1627 e 1560 - 1255 - -
Bipy - - 1577 1558 - - -
Gd (4) 3260 1596 1633, 1535 e 1514 1581 1265 1468 e 1303 412
Tb (5) 3260 1599 1632, 1537 e 1515 1583 1265 1468 e 1303 414
Eu (6) 3090 1594 1632, 1530 e 1510 1581 1265 1470 e 1294 422
29
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
Tra
nsm
itância
(u.a
.)
Número de Onda (cm-1)
Maltol Bipy Complexo 4 Complexo 5 Complexo 6
Figura 18. Comparação dos espectros no IV dos complexos (4-6) com a 2,2-bipirina (bipy) e do maltol.
No espectro no IV do ligante maltol, é possível destacar as seguintes bandas: uma banda
larga 3260 cm-1
que pode ser atribuída ao estiramento da ligação O-H, uma banda de absorção forte
em torno de 1654 cm-1
, atribuída ao grupo carbonila, uma banda em 1627 cm-1
e outra banda em
1560 cm-1
referentes aos estiramentos das ligações C=C. Além de uma banda em 1265 cm-1
atribuída
ao estiramento da ligação C-O do fenol.
Ao se comparar os espectros no IV dos complexos 4-6 com os espectros no IV do ligante
maltol, levando-se em conta essas bandas características citadas acima, nota-se um perfil diferente
nos espectros dos complexos. Há um deslocamento para menores números de onda do sinal
referente à carbonila nos complexos 4-6, variando para 1596 cm -1
no complexo 4, 1599 cm-1
para o
complexo 5 e 1594 cm-1
para o complexo 6. A banda referente ao grupo OH do ligante maltol se
manteve nos espectros no IV dos complexos. Já o sinal referente ao νC-O de fenol alterou para
maiores número de onda nos espectros dos complexos, variando de 1255 cm-1
no ligante para 1265
cm-1
nos complexos, evidenciando a coordenação nesse grupo funcional. Morita e colaboradores75
sintetizaram complexos de íons cobalto, cobre e níquel utilizando o ligante maltol e observaram pelos
espectros de IV que ocorreram deslocamentos dos grupos C=O e C=C para menores números de
onda quando aos espectros de IV do ligante maltol livre, demonstrando comportamento similar ao
presente trabalho.
No espectro no IV do agente complexante bipy, pode se destacar uma banda intensa em
1577 cm-1
que é atribuída ao estiramento da ligação C=C. E outra banda em 1558 cm-1
corresponde
ao estiramento da ligação C=N. Comparando os espectros no IV dos complexos 4-6 com o espectro
no IV da bipy livre, percebem-se os descolamentos das bandas características da Bipy. Nos
complexos de Gd3+
, Tb3+
, Eu3+
a banda atribuída ao estiramento de ligação C=N deslocaram para
30
1581, 1583 e 1581 cm-1
, respectivamente, evidenciando a coordenação desse grupo funcional. Há
também um deslocamento na banda de C=C da bipy nos espectros no IV dos complexos 4-6,
variando para 1633, 1632 e 1633 cm-1
, respectivamente. Shu-Mei He e colaboradores71
desenvolveram complexos de íons Ln3+
(Sm3+
, Tb3+
, Dy3+
e Eu3+
) com os agentes complexantes 2,2-
bipiridina e ácido 2,3-diclorobenzóico. Pelos espectros de IV, Shu-Mei He e colaboradores71
observaram deslocamentos dos grupos C=C e C=N para maiores números de onda quando aos
espectros de IV do agente complexante bipy, demonstrando comportamento similar ao presente
trabalho.
Diante das observações obtidas por meio dos espectros no IV do complexos 4-6 e dos
agentes complexantes, pode-se inferir que os íons Ln3+
estão coordenados aos agentes
complexantes maltol e bipy. No ligante maltol, a coordenação ocorre pelos átomos de oxigênio; um do
grupo carbonila e outro átomo de oxigênio do grupo fenol. Já o ligante bipycoordena-se aos íons Ln3+
pelos seus átomos de nitrogênio.
É possível observar nos espectros no IV dos complexos 4-6 estiramentos em 1468 e
1303 cm-1
para Gd3+
(4), 1468 e 1303 cm-1
para Tb3+
(5) e 1470 e 1294 cm-1
para Eu3+
(6) os quais se
referem as bandas características de íon nitrato coordenado de forma bidentada. Setyawati e
colaboradores76
sintetizaram complexos de íons Ln3+
(Pr3+
, Sm3+
,Gd3+
e Yb3+
) a partir de nitratos dos
lantanídeos respectivos, e pelo espectro IV observaram estiramentos de nitratos coordenados de
forma bidentada similares ao presente trabalho.
5.1.3 Espectroscopia eletrônica – UV-Vis
A espectroscopia na região do UV-Vis é a observação da absorção da radiação
eletromagnética nas regiões do visível e do ultravioleta do espectro.77
Neste trabalho foram realizados estudos de espectroscopia no UV-Vis para os agentes
complexantes e para os complexos 4-6.
No ligante maltol as transições eletrônicas ocorrem por meio da excitação de elétrons
localizado no orbital molecular ocupado, geralmente elétron ligante ou elétron n (não ligante) ao
primeiro orbital de energia mais elevada, nesse caso, antiligante designado por * ou σ*.77
No ligante
2,2-bipiridina ocorrem as mesmas transições (* e n*).
Os espectros de absorção no ultravioleta dos agentes complexantes maltol, bipy e dos
complexos (4-6) foram obtidos à temperatura ambiente em solução metanólica em concetração de
10-3
mol.L-1
. A partir dos dados de espectroscopia eletrônica de absorção, foi possível analisar a
formação dos complexos por meio dos deslocamentos dos seus máximos de absorção quando
comparados às bandas dos agentes complexantes (Tabela 5 e Figura 19).
31
Tabela 5. Máximo das principais bandas de absorção eletrônica dos complexos 4-6 comparados aos dos
agentes complexantes, em comprimento de onda (nm).
Agentes complexantes /Complexos λmáx (nm)
Maltol 213 e 278
bipy 235 e 280
Complexo 4 219, 282 e 319
Complexo 5 200, 280 e 319
Complexo 6 200 e 280 e 319
Os espectros de absorção no UV-Vis dos agentes complexantes (Figura 21) são
caracterizados por bandas de absorção, compreendidas na região entre 200-500 nm. O ligante maltol
apresenta duas bandas de absorção na região em torno de 213 e 278 nm, podendo ser atribuídas às
transições →* e n→
*dos grupos COH fenólico e da carbonila C=O, respectivamente. Já o ligante
bipy apresentam duas bandas com máximo de absorção na região em torno de 235 e 280 nm,
podendo ser atribuídas às transições →*e n→
*da ligação C=C aromática e da ligação C=N,
respectivamente. 77,78
Os espectros correspondentes aos complexos 4-6 apresentam bandas características dos
agentes complexantes. Uma vez que, os íons Ln3+
não contribuem significativamente para os
espectros de absorção no UV de seus complexos, pois suas transições f-f são proibidas por Laporte e
são de natureza muito fraca.79
Na Figura 19 nota-se que, os espectros de UV-Vis dos complexos 4-6 são diferentes dos
espectros dos agentes complexantes, evidenciando coordenação destes com os íons Ln3+
correspondentes.
32
250 300 350 400 450 500 550 600
Ab
so
rbân
cia
(u.a
)
Comprimento de Onda (nm)
Maltol
Bipy
Complexo 4
Complexo 5
Complexo 6
Figura 19. Comparação dos espectros de absorção no UV-Vis dos complexos (4-6) com os agentes
complexantes maltol e bipy.
5.1.4 Difração de raios X de monocristal (DRX)
A difração de raios X é um dos métodos mais proeminentes usados para investigar a
estrutura molecular. O método permite a determinação das posições dos átomos e íons que
constituem um composto iônico ou molecular. Dessa formas, a técnica de DRX promove a descrição
das estruturas de uma forma mais detalhada na qual se incluem ângulos e comprimentos de ligação,
geometria de coordenação e posições relativas de íons ou átomos numa célula unitária. Porém, para
a utilização desse método é necessário que a amostra seja cristalina e na forma de um
monocristal. 24,80, 81
Os complexos 4, 5 e 6 foram submetidos às análises de DRX de monocristal, sendo
possível determinar suas estruturas moleculares. Em seguida, se encontram os dados cristalográficos
de cada complexo.
33
Tabela 6. Dados cristalográficos dos complexos 1, 2 e 3.
Complexo 4 Complexo 5 Complexo 6
Fórmula C22 H19 Gd N4 O12 C22 H19 Tb N4 O12 C22 H19 Eu N4 O12
Massa (g.mol-1
) 688,66 690,33 683,37
Temperatura (K) 150 200(2) 200(2)
Comp. Onda (Å) 0,71073 0,71073 0,71073
Sistema cristalino Monoclínico Monoclínico Monoclínico
Grupo espacial P 21/c P 21/c P 21/n
a(Å) 8,6094(6) 8,6343(5) 13,5810(7)
b(Å) 33,367(2) 33,331(2) 13,7543(7)
c(Å) 9,5783(6) 9,5786(6) 14,0423(7)
α(º) 90 90 90
Volume (Å3) 2539,6(3) 2546,9(3) 2454,7(2)
Z 4 4 4
Dcalc (mg.m-3
) 1,801 1,800 1,849
Coeficiente de absorção
(mm-1) 2,683 2,848 2,629
F(000) 1356 1360 1352
Tamanho do cristal (nm) 0,200 x 0,180 x 0,060 0,220 x 0,160 x 0,040 0,380 x 0,180 x 0,080
Intervalo de θ (coleta) (º) 2,383 a 29,998 2,381 a 28,999 1,794 a 33,243
Intervalo de coleta hkl -11<=h<=12, -
46<=k<=45, -13<=l<=13
-11<=h<=11, -
40<=k<=45, -13<=l<=13
-20<=h<=20, -
13<=k<=21, -21<=l<=21
Reflexões coletadas 32369 31166 29470
Reflexões únicas 7400 [R(int) = 0,0145] 6759 [R(int) = 0,0145] 9409 [R(int) = 0,0227]
Completude para theta =
25.242°(%) 99,9 99,9 100,0
Fatores de transmi. máx.
e
mín.
0,7465 e 0,6393 0,7462 a 0,6388 0,7465 a 0,5931
Método de refinamento
Mínimosquadrados/
Matriz
completa em F2
Mínimosquadrados/
Matriz
completa em F2
Mínimosquadrados/
Matriz
completa em F2
Data / restraints /
parameters 7400 / 0 / 354 6759 / 0 / 354 9409 / 0 / 354
Goodness-of-fit em F2 1,444 1,385 1,062
Índices finais R[I > 2σ(I)] R1 = 0,0289, wR2 =
0,0552
R1 = 0,0274, wR2 =
0,0533
R1 = 0,0242, wR2 =
0,0478
Índices R (todos os
dados)
R1 = 0,0300, wR2 =
0,0554
R1 = 0,0290, wR2 =
0,0537
R1 = 0,0375, wR2 =
0,0530
Pico máx. e mín. (e.Å3) 1,054 e -1,646 0,910 and -1,600 2,048 and -0,837
34
5.1.4.1 Estruturas Cristalinas dos Complexos [Ln(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2] onde
Ln = Gd (complexo 4), Tb (complexo 5) ou Eu (complexo 6)
As representações gráficas das estruturas cristalinas dos complexos
[Gd(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2] (4), [Tb(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2] (5) e [Eu(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2] (6) estão
representadas nas Figuras 20, 21 e 22, respectivamente. Os principais comprimentos e ângulos de
ligações das estruturas cristalinas estão apresentados nas Tabelas 7, 8 e 9.
As estruturas de raios X dos complexos foram identificadas a partir dos seus monocristais.
Os complexos 4 e 5 são monocristais incolores e o complexo 6 é um monocristal amarelo, e todos
esses cristais se enquadram ao sistema cristalino monoclínico e grupo espacial P21/c para os
complexos 4 e 5, e P21/n para o complexo 6. Os dados obtidos da resolução das estruturas por raios
X desses complexos revelam a mesma fórmula molecular para os três complexos:
[Ln(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2], ou seja, os três complexos são isoestruturais.
O ligante maltol apresenta dois potenciais sítios decoordenação com átomos de oxigênio,
os quais promoveram ao complexo um tipo de coordenação monodentada e bidentada.78
O ligante
bipy apresenta dois sítios de coordenação através de dois átomos de nitrogênio os quais promoveram
uma coordenação bidentada. Os compostos 4-6 são mononucleares, onde cada íon metálico
lantanídeo apresenta número de coordenão igual a 9.
Figura 20. ORTEP do complexo [Gd(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2] com nível de probabilidade de 30%. (4)
35
Tabela 7. Comprimentos (Å) selecionados para o complexo [Gd(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2] (4). Desvio Padrão entre
parênteses.
Ligação Comprimentos (Å) de ligação
Gd(1)-O(23) 2,3176(17)
Gd(1)-O(34) 2,3274(18)
Gd(1)-O(24) 2,3818(18)
Gd(1)-O(51) 2,465(2)
Gd(1)-O(42) 2,494(2)
Gd(1)-O(41) 2,505(2)
Gd(1)-O(52) 2,5271(19)
Gd(1)-N(12) 2,552(2)
Gd(1)-N(2) 2,581(2)
C(23)-O(23) 1.326(3)
C(24)-O(24) 1.266(3)
C(34)-O(34) 1.260(3)
Obs: Os ângulos de ligação se encontram descritos na Tabela A1 no anexo.
Figura 21. ORTEP do complexo [Tb(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2] com nível de probabilidade de 30% .(5)
36
Tabela 8. Comprimentos (Å) selecionados para o complexo [Tb(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2] (5). Desvio Padrão entre
parênteses.
Ligação Comprimentos (Å) de ligação
Tb(1)-O(23) 2,3011(18)
Tb(1)-O(34) 2,3167(18)
Tb(1)-O(24) 2,3699(18)
Tb(1)-O(52) 2,450(2)
Tb(1)-O(42) 2,484(2)
Tb(1)-O(41) 2,488(2)
Tb(1)-O(51) 2,5245(19)
Tb(1)-N(12) 2,537(2)
Tb(1)-N(2) 2,568(2)
C(23)-O(23) 1.327(3)
C(24)-O(24) 1.268(3)
C(34)-O(34) 1.261(3)
Obs: Os ângulos de ligação se encontram descritos na Tabela A2 no anexo.
Figura 22. ORTEP do complexo [Eu(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2] com nível de probabilidade de 30% .(6)
37
Tabela 9. Comprimentos (Å) selecionados para o complexo [Eu(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2] (6). Desvio Padrão entre
parênteses.
Obs: Os ângulos de ligação se encontram descritos na Tabela A3 no anexo.
Os dois ligantes maltol presentes na estrutura de cada complexo apresentam-se
coordenados de formas diferentes, um na forma monodentada protonada (fenol) e outra na forma
bidentada desprotonada (fenolato), sendo a espécie coordenada de maneira bidentada está ligada ao
Ln3+
pelos átomos de oxigênio O(23) e O(24) e a espécie coordenada de maneira monodentada está
ligada ao Ln3+
pelo átomo de oxigênio O(34). Os átomos de oxigênio O(24) e O(34) são provenientes
das carbonilas das espécies de maltol fenolato e fenol, respectivamente, como pode ser observado
na tabela 10. Há diferença nos valores de comprimento de ligação entre as ligações Ln-O(24) e Ln-
O(34), o que evidencia formas diferentes de coordenação do Ln3+
aos dois ligantes maltol.
Nota-se que para todas as estruturas dos complexos 4, 5 e 6, o correspondente átomo de
oxigênio de maltol O(33), se encontra na forma de fenol. Tal forma protonada pôde ser evidenciada
pelas ligações de hidrogênio intramoleculares O(33)-H(33)...O(23) (Tabela 11) e pelos comprimentos
de ligações Tb-O(23), Gd-O(23)e Eu-O(23), típicos de ligações Ln-fenolato.82, 83
Tabela 10. Comprimentos (Å) de ligação selecionados para Ln-O(24) e Ln-O(34). Desvio Padrão entre
parênteses.
Ligação Comprimentos (Å) de ligação
Eu(1)-O(23) 2,3370(13)
Eu(1)-O(34) 2,3654(14)
Eu(1)-O(24) 2,3858(14)
Eu(1)-O(52) 2,4998(15)
Eu(1)-O(41) 2,5025(15)
Eu(1)-O(51) 2,5439(16)
Eu(1)-O(42) 2,5447(15)
Eu(1)-N(12) 2,5892(16)
Eu(1)-N(2) 2,6013(16)
C(23)-O(23) 1.326(2)
C(24)-O(24) 1.269(2)
C(34)-O(34) 1.263(2)
Ln(1)-O(24) Ln(1)-O(34)
Complexo 4 2,3818(18) 2,3274(18)
Complexo 5 2,3699(18) 2,3167(18)
Complexo 6 2,3858(14) 2,3654(14)
38
Os valores dos comprimentos de ligação entre os átomos N(2) e N(12) provinientes do ligante
2,2-bipiridina com os respectivos íons metálicos, na formação dos complexos 4-6, se encontram na
Tabela 12.
Tabela 11. Comprimentos (Å) e ângulos de ligação (º) de Hidrogênio para os complexos 4, 5 e 6. Desvio Padrão
entre parênteses.
Tabela 12. Comprimentos (Å) de ligação selecionados para Ln-N(2) e Ln-N(12). Desvio Padrão entre parênteses.
De uma forma geral, as distâncias Ln-O e Ln-N observadas nos complexos 4-6 estão e
concordância com os comprimentos de ligação encontrados em outros complexos de Gd3+
, Tb3+
ou
Eu3+
com ligantes bipiridina e derivados de maltol. 84,85,86
Além disso, nos três complexos, cada íon
Ln3+
encontra-se coordenado a dois íons nitrato de maneira bidentada através dos átomos de
oxigênio, sendo representados por O(41), O(42), O(51) e O(52).
Apesar da pequena variação nos valores de comprimento das ligações Ln-O e Ln-N nos três
complexos, é possível observar um aumento do comprimento dessas ligações, sendo que no
complexo 5 apresenta os valores mais baixos e o complexo 6 apresenta os valores mais altos, o que
está de acordo com o aumento no raio iônico dos correspondentes metais (rEu > rGd > rTb). Já com
relação aos seus ângulos de ligação, os três complexos não apresentam diferenças significativas,
indicando que os ligantes não sofrem uma deformação importante em sua estrutura ao coordenar-se
aos íons metálicos Tb3+
, Gd3+
ou Eu3+
. 80
Por exemplo, os valores dos ângulos de ligação O(23)-Ln-O(34) e O(23)-Ln-O(24) para os
complexos de Gd3+
, Tb3+
e Eu3+
são muito próximos, somente uma pequena diferença para o
complexo de Eu3+
(vide Tabelas A1, A2 e A3). Já outros valores de ângulos de ligação, como, os
ângulos O(34)-Ln-O(24), O(42)-Ln-O(41),O(51)-Ln-O(52) e N(12)-Ln-N(2) são muito similares para os
três complexos 4-6. Tais constatações demonstram que os complexos são isoestruturais, e algumas
pequenas diferenças encontradas no complexo de Eu3+
podem evidenciar um grupo espacial distinto
dos complexos de Gd3+
e Tb3+
.
O(33)-H(33)...O(23)
d[O(33)-H(33)] d[H(33)...O(23)] d[O(33)...O(23)] <(O(33)-H(33)...O(23)
Complexo 4 0,89 1,73 2,599(3) 163
Complexo 5 0,86 1,76 2,598(3) 167
Complexo 6 0,74 1,82 2,554(2) 166
Ln(1)-N(2) Ln(1)-N(12)
Complexo 4 2,581(2) 2,552(2)
Complexo 5 2,568(2) 2,537(2)
Complexo 5 2,6013(16) 2,5892(16)
39
Portanto, os complexos 4, 5 e 6 são isoestruturais, uma vez que apresentam o mesmo ambiente
de coordenação, sistema cristalino monoclínico e grupo espacial P21/c ou P21/n para os complexos
de Gd3+
(4) e Tb3+
(5), e P21/n para o complexo de Eu3+
(6).
Os poliedros de coordenação dos íons Ln3+
nos complexos 4-6 possuem geometria do tipo
anti-prisma quadrado distorcido mono-encapuzado, apresentando os átomos O(23), O(24), O(51) e
O(52) posicionados na base quadrada. Como os complexos são isoestruturais, a figura 23 abaixo
representa esses complexos analisados por DRX de monocristal, sendo LnIII codificando os íons
Gd3+
, Tb3+
e Eu3+
.
Figura 23. Estrutura do poliedro de coordenação para os complexos 4-6 com nível de probalidade de 30%.
5.1.5 Condutividade molar
Os dados de condutividade molar de compostos em solução exibem informações
importantes, pois são utilizados para estudar a estrutura conformacional desses compostos
fornecendo valores de grau de ionização (íons liberados em solução).87
Foram realizados testes de condutividade molar dos complexos 4-6 em soluções de
metanol e DMSO.
Tabela 13. Condutividades molares (ΛM) obtidas para soluções dos complexos 4-6 e KCl (1,0x10-3
mol.L-1
) em
metanol e DMSO temperatura de 25°C.
Complexos ΛM(Ω
-1.cm
2.mol
-1)
Metanol DMSO
Complexo 4 96,7 69,7
Complexo 5 93,9 68,7
Complexo 6 97,6 71,5
KCl 81,2 62,8
40
As soluções dos complexos apresentaram valores de condutividade molar na faixa de 80-
115 ΛM (Ω-1
.cm2.mol
-1) em metanol e de 50-70 ΛM (Ω
-1.cm
2.mol
-1) em DMSO. Segundo Geary
88 e diante
dos dados de condutividade molar, os complexos 4-6 apresentam comportamento eletrolítico 1:1,
tanto em metanol quanto em DMSO. A partir desse resultado observou-se que os complexos 4-6,
apesar de serem neutros no estado sólido, em solução (metanol e DMSO) apresentam-se na forma
iônica 1:1.
Duas possibilidades de ionização são sugeridas: 1) a dissociação de uma molécula de
nitrato e consequentemente a formação do composto iônico [Ln(ma)(maH)bipy]+ e NO3
-, ou 2) a
dissociação do H do fenol do ligante maltol e consequentemente a formação do composto iônico
[Ln(ma)2(bipy)(NO3)2]- e H
+.
Estudos de química teórica estão sendo realizados para sugerir a espécie iônica mais
provável em soluções.
5.1.6 Modelagem Computacional dos complexos 4-6
Os estudos preliminares de modelagem computacional dos complexos 4-6 foram realizados
pela Profa. Dr
a. Juliana Angeiras Batista da Silva no Núcleo Interdisciplinar de Ciências Exatas e da
Natureza (NICEN), Centro Acadêmico do Agreste (UFRPE), cuja medologia utilizada se encontra no
anexo 9.2.
A partir dos dados obtidos experimentalmente de condutividade dos complexos 4-6 em
metanol e DMSO, os quais evidenciaram a provável espécie em solução apresentar uma proporção
1:1, estudos de modelagem computacional estão sendo realizados para elucidar qual espécie 1:1
mais estável em solução.
De posse dos dados cristalográficos dos complexos 4-6, obtidos a partir das respectivas
estruturas de raios X de monocristal resolvidas, foram testados seis métodos computacionais: DFT
B3LYP89
, PBE090
, WB97XD91
e AM1/Sparkle92
; a fim de modelar as estruturas desses complexos.
A Figura 24 apresenta as sobreposições das estruturas do complexo 6 a partir dos
métodos computacionais testados, e essas sobreposições também foram realizados com os
complexos 4 e 5.
41
Figura 24. Imagem das sobreposições que minimizam as distâncias entre os átomos correspondentes para o
cálculo do RMSD entre as estruturas do complexo [Eu(maH)(ma)(bipy)(NO3)2] cristalográfica e calculada,
respectivamente,com B3LYP, PBE1PBE, WB97XD e AM1/Sparkle. Nesta imagem, as cores das esferas são: as
esferas em vermelho representam átomos de oxigênio, em azul os átomos de nitrogênio, em branco os átomos
de európio e em azul claro os átomos de carbono.
A obtenção da estrutura para o complexo com Eu3+
foi realizada utilizando diferentes
métodos (DFT e o semi-empírico AM1/Sparkle). Os resultados dos desvios médios quadráticos (root
mean square deviation – RMSD) estão mostrados na Tabela 14.
Tabela 14. Desvio médio quadrático (Å) com relação à estrutura obtida por cristalografia de raios-X do complexo
6 calculado para as estruturas obtidas com diferentes níveis de teoria.
Método/Funcional RSMD (Å) RSMD (Å) – Poliedro de coordenação
B3LYP 1,131 0,303
PBE1PBE 1,180 0,326
WB97XD 0,844 0,319
AM1/Sparkle 1,368 0,574
Os valores obtidos de RMSD evidenciam que todos os níveis de cálculo foram adequados
para a obtenção das propriedades estruturais. Em particular, para a descrição do poliedro de
coordenação, o funcional DFT B3LYP apresentou o menor RMSD. Os resultados de RMSD
apresentaram ótima concordância com as estruturas obtidas por cristalografia de raios X.
De posse dessa otimização estrutural dos complexos modelados, foram realizados
estudos de investigação das possíveis causas da formação de espécie 1:1 (observada
experimentalmente em solução). A primeira possibilidade investigada, foi a de um dos ligantes
nitratos se descoordenar do íon metálico no complexo [Eu(maH)(ma)(bipy)(NO3)2]. Assim, um cálculo
42
de varredura estrutural foi realizado, no qual a distância de um dos ligantes nitratos foi sendo
continuamente variada, na tentativa de obtenção da barreira para a dissociação desse nitrato.
A Figura 25 apresenta os gráficos com as coordenadas de variação de comprimento de
ligação entre o íon Eu3+
e o oxigênio do ligante nitrato com perfil de energia relativa e com energia
livre de Gibbs, respectivamente.
Figura 25. Gráfico da energia relativa (kJ.mol-1
) (a) e da energia de Gibbs relativa (b) ao longo da coordenada de
reação que leva à dissociação do ligante NO3- no complexo [Eu(maH)(ma)(bipy)(NO3)2]. Passo: 0,5 Å.
Diante desse estudo, foi possível obter a barreira de ativação de 86 kJ.mol-1
para a
descoordenação do ligante nitrato. A partir desse valor, pode-se inferir que o nitrato, a temperatura
ambiente, não deve ser lábil. Entretanto, tal resultado foi obtido para os estudos teóricos da espécie
isolada no vácuo e, portanto, as espécies carregadas resultantes do processo de dissociação devem
estar mais instáveis do que em solução, como poderia ser no caso de um solvente polar.
Tais barreiras de ativação podem ser influenciadas pelo íon lantanídeo, efeito que será
avaliado para os outros dois complexos (com Ln = Tb3+
e Gd3+
). Ainda será analisado o efeito do
solvente, uma vez que ele pode ser importante para estabilização de espécies carregadas que
possam dissociar (NO3- e ma), o que pode baixar as barreiras de ativação. Outra possibilidade de
espécie 1:1 a ser investigada é o ligante maltol que está monocoordenado e protonado (fenol), o seu
hidrogênio ácido descoordenaria e o ligante ficaria na forma fenolato (e talvez se coordenando de
forma bidentada ao metal agora). Todas essas possibilidades serão simuladas e estudadas via
modelagem computacional.
43
5.2 APLICAÇÃO DOS COMPLEXOS
5.2.1 Estudos de catálise
Os novos complexos de Gd3+
sintetizados 1, 2 e 3, como também o novo complexo de Eu
(6), foram testados como potencias catalisadores em reações de esterificação, tais estudos foram
realizados em colaboração com o Prof. Dr. Júlio Lemos de Macedo no laboratório (LASIB-IQ).
A atividade catalítica dos compostos testados foi medida a partir das análises de RMN de
1H em clorofórmio deuterado, onde foram observados sinais alargados para os prótons estudados
cuja largura dos sinais de RMN de 1H advém do paramagnetismo dos íons metálicos dos compostos.
Segundo Steudel e colaboradores 93
o paramagnetismo intrínseco do íon lantanídeo central pode
causar o alargamento dos sinais de RMN de 1H.
5.2.1.1 Estudos de catálise dos complexos 1, 2 e 3 na esterificação
Os três complexos de Gd3+
sintetizados (1, 2 e 3) apresentaram baixa solubilidade em
diferentes solventes, tais como etanol, metanol, clorofórmio, acetona, acetroniltrila e acetato de etila.
Dessa maneira, tais complexos foram testados como catalisadores heterogêneos em uma reação de
esterificação apresentada na Figura 26.
O
OHOH O
O
OH2+ +
Figura 26. Equação química de esterificação a partir do ácido acético e do álcool benzílico.
Como a reação de esterificação é uma reação reversível45
, a taxa de conversão dos
reagentes em produtos foi medida a partir de análises de RMN de 1H em solução de clorofórmio
deuterado do respectivo produto das reações.
Os complexos 1, 2 e 3 apresentaram valores de taxa de conversão catalítica de 6,4; 3,7 e
2,6%, respectivamente, sob agitação após 1 h de reação. Mattos e colaboradores 47
realiazaram
testes catalíticos em esterificação usando complexos de lantanídeos como catalisadores em sistema
homogêneo, obtendo valores de taxa de conversão em um intervalo de 79,6 a 85,1% após 1h de
reação. Diante disso, é possível constatar uma atividade catalítica relativamente baixa dos complexos
1, 2 e 3, para esse tipo de reação nas condições usadas.
44
5.2.1.2 Estudos de catálise dos complexos 6 na esterificação
O complexo 6 sintetizado apresentou solubilidade em diferentes solventes, tais como
etanol, metanol e água. Dessa maneira, esse complexo de Eu3+
foi testado como catalisador
homogêneo na reação de esterificação apresentada na Figura 27. Para esse tipo de reação, foram
utilizados como reagentes o ácido oleico (AO) e metanol (1:9), utilizando 5% do catalisador,
submetidos à agitação por 6h.
Figura 27. Equação química de esterificação a partir do ácido oleico (R1=C17H33) e do metanol.
.
A taxa de conversão dos reagentes em produtos também foi medida por parâmetros das
integrais dos sinais de espectros de RMN de 1H obtidos na análise da reação em solução de
clorofórmio deuterado.
A tabela 15 contém a numeração dos átomos de carbono para o reagente ácido oleico e
para o produto desejado, metil oleato (éster), com o objetivo de auxilar na análisedos resultados
obtidos por espectroscopia de RMN 1H.
Diante de todos os sinais de H observados no espectro de RMN de 1H do teste catalítico,
três sinais foram monitorados, um sinal referente aos hidrogênios dos metilenos (2 e 2a) do ácido
oleico e metil oleato, respectivamente, que apresentam deslocamentos químicos em 2,33 e 2,28 ppm.
Outro sinal monitorado foi o característico do produto éster, que é o sinal dos hidrogênios referentes à
metila do carbono 19a que apresenta deslocamento químico em 3,66 ppm.77
Na figura 31 encontra-
se o espectro de RMN 1H do teste de catálise realizado.
45
Tabela 15. Estruturas enumeradas: álcool benzílico (BzOH) e acetato de benzila (éster).
Estruturas enumeradas
Ácido oleico - reagente
Metil oleato - produto
3,70 3,65 3,60 2,35 2,30 2,25
8 7 6 5 4 3 2 1 0
2,304
3,667 2,304
3,667
ppm ppm
ppm
Figura 28. Espectros de RMN de 1H (600 MHz, CDCl3) dos produtos da esterificação do teste realizado com o
complexo 6 contendo a amplicação dos sinais em 3,66 e 2,30 pm.
Na Figura 28, o espectro de RMN de 1H obtido para o produto do teste de esterificação
catalisado pelo complexo 6 apresenta vários sinais, dentre eles se destacando dois sinais: o sinal
tripleto em 2,30 ppm referente aos hidrogênios do carbono 2 do ácido oleico e o sinal simpleto em
3,66 ppm correspondendo ao produto éster referindo-se aos hidrogênios do carbono 19a.
46
Dessa maneira, no teste de catálise com o composto 6, foi possível observar a formação do
produto desejado (metil oleato) com taxa de conversão catalítica de 75% após 6h de reação.
Resultado este satisfatório quando comparado ao trabalho de Mattos e colaboradores 47
, os quais
obteram valores de taxa de conversão em um intervalo de 79,6 a 85,1% após 1h de reação. Com
isso, nota-se o relativo boa atividade catalítica do complexo 6 para esse tipo de reação nas condições
usadas.
5.2.1 ESTUDOS PRELIMINARES DE LUMINESCÊNCIA
Íons Ln3+
quando coordenados a agentes complexantes cromóforos, que são capazes de
absorver a radiação UV, podem apresentar propriedades luminescentes importantes.48
Portanto,
estudos luminescentes preliminares dos complexos isoestruturais (complexos 5 e 6) foram realizados
para investigar a capacidade antena dos ligantes e, consequentemente, o potencial luminescente dos
complexos 5 e 6 sintetizados.
5.2.2.1 Estudos de Luminescência do complexo de íon Tb3+ (complexo 5)
Os estudos preliminares de luminescência do complexo 5 foram realizados em solução
metanólica. Os espectros de excitação e emissão deste complexo foram realizados à temperatura
ambiente. O espectro de excitação do complexo 5 encontra-se na Figura 29, onde o máximo é
observado em 314nm.
Figura 29. Espectro de excitação do complexo de Tb (5) à temperatura ambiente, monitorado com λem=544 nm.
O espectro de emissão do complexo 5 foi obtido na região de 450 - 700 nm, com excitação
fixa em 314 nm (máximo de excitação).
250 300 350 400 450 500
-2.0x105
0.0
2.0x105
4.0x105
6.0x105
8.0x105
1.0x106
1.2x106
1.4x106
Inte
nsid
ade (
u.a
)
Comprimento de Onda (nm)
47
A Figura 30 exibe o espectro de emissão do complexo 5, com máximo de emissão em
544 nm.
Figura 30. Espectro de emissão do complexo de Tb (5) à temperatura ambiente, monitorado com λex=314 nm.
Tal espectro exibe as bandas finas características do íon Tb3+
(referentes às transições 4f-
4f), sendo elas: 5D4 →
7FJ (J=0-6), localizadas entre 480 e 640 nm, com a mais intensa em 544nm
referentes a 5D4 →
7F5. As emissões menos intensas são
5D4 →
7F0 e
5D4 →
7F1, e as intensidades
relativas das demais transições seguem a ordem 5D4 →
7F6>
7F4>
7F3>
7F2.
1
A Tabela 16 apresenta as posições dos máximos observados nesses espectros.
Tabela 16. Posicionamento dos máximos (nm) observados no espectro de emissão do complexo de Tb3+
à
temperatura ambiente.
Transições λmax de emissão (nm)
5D4 →
7F6 489
5D4 →
7F5 544
5D4 →
7F4 584
5D4 →
7F3 620
As intensidades relativas das emissões 5D4 →
7FJ apresentam alta sensibilidade, porém, não
tão hipersensitivas ao detalhamento da natureza do ambiente ligante. As transições 5D4 →
7F5 e
7F3
apresentam forte natureza de dipolo magnético.5
O espectro de emissão do complexo 5 (Figura 30), foi obtido em λexc= 314nm, o qual
corresponde ao máximo de excitação dos ligantes, exibindo bandas característica do íon térbio.
Assim, é possível observar à transferência de energia do ligante para o centro metálico, evidenciando
o efeito antena.
450 500 550 600 650 700
0.0
2.0x105
4.0x105
6.0x105
8.0x105
1.0x106
1.2x106
1.4x106
Inte
nsid
ade (
u.a
)
Comprimento de Onda (nm)
48
5.2.2.2 Estudos de Luminescência do complexo de íon Eu3+ (complexo 6)
A medida de excitação para o complexo do íon Eu3+
(6) foi realizada na região entre 200 -
500 nm, com o monitoramento em 617 nm (5D0 →
7F2) (máximo de emissão). O espectro de excitação
do complexo 6, é apresentado abaixo na Figura 31.
.
Figura 31. Espectro de excitação do complexo de Eu (6) à temperatura ambiente, monitorado com λem =617 nm.
É possível observar três máximos de excitação, com o de maior intensidade em 310 nm,
seguido de um pico em 346 nm e 396 nm.
Os espectros de emissão do complexo de Eu3+
(3) foram realizados na região de 450 – 700
nm. As Figuras 32, 33 e 34 apresentam os espectros de emissão do complexo 6, monitorados em
310 nm, 344 nm e 396 nm, respectivamente. Todos os espectros foram monitorados com o máximo
de emissão em 617 nm.
200 250 300 350 400 450 500
0
1x105
2x105
3x105
4x105
5x105
Inte
nsid
ade (
u.a
)
Comprimento de Onda (nm)
49
Figura 32. Espectro de emissão do complexo de Eu (6) à temperatura ambiente, monitorado com λex=310 nm.
Figura 33. Espectro de emissão do complexo de Eu (6) à temperatura ambiente, monitorado com λex=344 nm.
500 550 600 650 700
0.0
5.0x104
1.0x105
1.5x105
2.0x105
2.5x105
Inte
nsid
ade (
u.a
)
Comprimento de Onda (nm)
500 550 600 650 700
2.0x104
4.0x104
6.0x104
8.0x104
1.0x105
1.2x105
1.4x105
Inte
nsid
ade (
u.a
)
Comprimento de Onda (nm)
50
Figura 34. Espectro de emissão do complexo de Eu (6) à temperatura ambiente, monitorado com λex=396 nm.
Observa-se nos três espectros de emissão do complexo 6 apresentados a presença das
transições referentes ao íon Eu3+
, sugerindo a coordenação desse metal aos ligantes maltol e 2,2-
bipiridina. È possível observar ainda, que a emissão foi mais eficiente quando foi monitorada a
excitação em 310 nm (Figura 32) quando comparada aos demais espectros de emissão
apresentados nas Figuras 33 e 34.
A Tabela 17 apresenta as posições dos máximos observados nesses espectros.
Tabela 17. Posicionamento dos máximos (nm) observados nos espectros de emissão do complexo de Eu3+
(3).
Transições λmax de emissão (nm)
5D0→
7F1 590
5D0→
7F2 617
5D0→
7F3 686
5D0→
7F4 694
As intensidades relativas das emissões 5D0→
7FJ apresentam alta sensibilidade, sendo uma
delas hipersensitiva (5D0→
7F2). Essas transições dos complexos de íon Eu
3+ promovem o
detalhamento da natureza do ambiente ligante.
A comparação entre as intensidadesdas transições 5D0 →
7F1 e
5D0 →
7F2 do espectro de
emissão monitorado em λex=310 nm sugerem um ambiente de baixa simetria ao redor do íon Eu3+
.49
A presença da transição 5D0 →
7F1 indica um sítio de simetria sem centro de inversão. A emissão da
cor vermelha, característica do íon Eu3+
, advém da transição 5D0 →
7F2. Nota-se também a
predominância de um processo indireto de excitação do metal (efeito antena), transferência de
energia ligante → metal, evidenciando o efeito antena.
500 550 600 650 700
0
1x104
2x104
3x104
4x104
5x104
Inte
nsid
ade (
u.a
)
Comprimento de Onda (nm)
51
5.2.3 ENSAIO DE VIABILIDADE CELULAR DOS COMPLEXOS 4-6
O objetivo dos ensaios de viabilidade celular é avaliar a atividade citotóxica de diferentes
compostos, soluções e materiais quando aplicados em diferentes tipos de linhagens celulares. Um
dos ensaios colorimétrico mais aplicado é o que utiliza o sal de tetrazólio (MTT).94
O mecanismo do ensaio do MTT ocorre a partir das enzimas mitocondriais que clivam o
anel de tetrazólio, composto de coloração amarela, transformando-o em um composto de coloração
azul escuro, chamado de formazan (3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-brometo de difenilformazan). O
formazan é um cristal insolúvel em soluções aquosas (Figura 35), e desse modo, a produção desse
composto reflete o estado funcional da cadeia respiratória, ou seja, permite quantificar a porcentagem
de células viáveis.94
Figura 35. Esquema representacional da redutase mitocondrial que envolve as espécies MTT e formazan.94
Os complexos 4-6 foram submetidos a avalição de citotoxicidade, sendo o complexo 3 o
mais estudado até o momento.Esses estudos foram realizados pela Dra. Jaqueline Rodrigues da
Silva no laboratório de nanobiotecnologia (IB – UnB) cuja metodologia utilizada nesse estudo se
encontra em anexo 9.3.
Neste trabalho, foram utilizadas quatro linhagens de células apresentadas na Tabela 18.
Tabela 18. Linhagem celulares usadas nos testes de viabilidade celular (MTT) para os complexos 4- 6.
Linhagem celular Descrição
NIH-3T3 Fibroblasto murino
MCF7 Carcinoma mamário humano
MDA-MB231 Carcinoma mamário humano
FIBROH Fibroblastos humano
52
Primeiramente, os complexos 4-6 foram dissolvidos em água e seguidamente diluídos em
meio de cultura suplementado, nas concentrações que variavam de 3,9 a 1000 ug/mL por 24h de
incubação em estufa de CO2 a 37 °C. O solvente (água) também foi submetido nas mesmas
proporções dos complexos 4-6 com o objetivo de ter um padrão para o solvente.As linhagens
celulares utilizadas no primeiro teste foram NIH-3T3 e MCF7 e na Figura 36 encontram-se os
resultados dos ensaios de viabilidade celular MTT para células.
Figura 36. Avaliação da citotoxicidade dos complexos 4-6 dissolvidos em água e diluídos em meio de cultura em
células NIH-3T3 e MCF7, pelo método de MTT, após 24h de exposição. Os resultados representam a média da
triplicata de cada concentração testada em dois experimentos independentes; tendo como 100% as células
expostas apenas ao meio de cultura suplementado. O solvente (água) foi avaliado nas mesmas proporções
presentes nas amostras testes de acordo com as diluições em meio de cultura.
Pela Figura 36, observa-se que os complexos 4-6 praticamente não promoveram
toxicidade nas células NIH-3T3 e MCF7, apenas o complexo 4 gerou a morte de cerca 40% das
células NIH-3T3, porém somente na maior concentraçao usada (1000 µg/mL). É possível verificar
pelos gráficos dos ensaios citotótixicos realizados que o solvente água não ocasionou alterações nas
células.
Com esse resultado, decidiu-se a realizar um novo estudo modificando o solvente para
DMSO, utilizando agora somente do complexo 6 em concentrações similares ao teste anterior, como
também o período de incubação (24h). Para esse segundo teste utilizou-se linhagens de humano:
fibroblasto FIBROH (célula não tumoral) e duas linhagens tumorais (MCF7 e MDA-MB231),que se
diferenciam por apresentarem receptor de estrógeno (MCF7), fatores de crescimento epidermal e
53
transformante alfa (MDA-MB231). Na Figura 37 encontram-se os resultados de viabilidade celular
MTT para esse estudo.
Figura 37. Avaliação da citotoxicidade do complexo 6 dissolvido em DSMO e diluído em meio de cultura em
células FIBROH, MDA-MB231 e MCF7 pelo método de MTT, após 24h de exposição. Os resultados representam
a média da triplicata de cada concentração testada; tendo como 100% as células expostas apenas ao meio de
cultura suplementado. O solvente (DMSO) foi avaliado nas mesmas proporções presentes nas amostras testes
de acordo com as diluições em meio de cultura.
Pela Figura 37, observa-se que o complexo 6 praticamente não promoveu toxicidade nas
células FIBROH, MDA-MB231 e MCF7 sob as condiçoes de concentração, tempo e solvente
testados. Destaca-se que mesmo modificando o solvente e as células estudadas, o complexo 6 não
apresentou citotoxicidade consideravel no experimento.
Diante disso, um terceiro estudo foi proposto, utilizando-se metodologia semelhante a
anterior, porem com um tempo de incubacao de 72 h. A Figura 38 apresenta os resultados dos
ensaios de viabilidade MTT desse terceiro estudo.
54
Figura 38. Avaliação da citotoxicidade do complexo 6 dissolvido em DSMO e diluído em meio de cultura em
células FIBROH, MDA-MB231 e MCF7 pelo método de MTT, após 72h de exposição. Comparação entre as três
linhagens celulares. Os resultados representam a média da triplicata de cada concentração testada; tendo como
100% as células expostas apenas ao meio de cultura suplementado.
Nesse ultimo estudo, com a exposição de 72h, o complexo de európio (complexo 6) se
mostrou citotóxico nas concentrações testadas. As linhagens celulares de fibroblastos e MCF7
apresentaram um perfil de respostas parecido nas concentrações usadas, mas o complexo 6 não
conseguiu causar a morte de 50% das células usadas.
Já a linhagem celular MDA-MB231 apresentou alta sensibilidade ao complexo 6, gerando
cerca de 70% de morte celular na concentração de 50µg/mL. Observa-se que apenas a menor
concentração do complexo (30µg/mL) causou baixa toxicidade (cerca de 30% de morte). Na figura 39
55
é possível observar nitidamente o comportamento citotóxico maior do complexo 6 na célula MDA-
MB231 quando comparado as outras linhagens celulares testadas.
Figura 39. Comparação entre as três linhagens celulares comos resultados representando a média da triplicata
de cada concentração testada; tendo como 100% as células expostas apenas ao meio de cultura suplementado.
A partir desse estudo de citotocidade,conclui-se que o complexo 6 se demonstrou
citotóxico com especificidade à linhagem celular tumoral MDA-MB231, dissolvido em DMSO com um
período de incubação de 72h.
56
6 CONCLUSÕES
As tentativas de sínteses de íon Gd3+
com os agentes complexantes 2,2-bipiridina e 1,2-
dimetil-3-hidroxi-4-piridinona, e de Gd3+
com os agentes complexantes fenantrolina e 2-
hidroxi-1,4-naftoquinona não obtiveram sucesso. Os espectros de IV do produto dessas duas
sínteses não demonstraram coordenação dos agentes complexantes aos íons Gd3+
.
A síntese de Gd3+
com os agentes complexantes naftaleno -2,3-diol e 2,2-bipiridina gerou
dois produtos denominados complexos 1 e 2. Já a síntese de Gd3+
com os agentes
complexantes tropolona e fenantrolina gerou um produto denominado complexo 3. Tais
compostos foram caracterizados por espectroscopia no IV, revelando a coordenação dos
seus respectivos ligantes ao íon gadolínio. Esses três novos complexos 1, 2 e 3 foram
testados como catalisadores numa reação de esterificação, obtendo baixa conversão dos
reagentes no produto éster desejado, demonstrando a relativa baixa atividade catalítica
desses compostos nesse tipo de reação.
Foram sintetizados três novos complexos, os quais foram caracterizados por
espectroscopia no IV e UV-vis, e suas estruturas moleculares resolvidas por DRX de
monocristal. Tais caracterizações demonstraram a formação de três complexos isoestruturais
inéditos com os íons Gd3+
(4), Tb3+
(5), Eu3+
(6), coordenados aos ligantes maltol e 2,2-
bipiridina, apresentando as fórmulas moleculares [Ln(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2].
Resultados de condutividade molar dos complexos 4-6 evidenciaram um comportamento
eletrolítico 1:1 em solução dos compostos, tanto em metanol quanto em DMSO.
Estudos preliminares de modelagem computacional isolado e no vácuo demonstraram uma
barreira de ativação de 86 kJ.mol-1
para a possibilidade de descoordenação de um ligante
nitrato no composto [Ln(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2].
Estudos preliminares de catalise do complexo 6 numa reação de esterificação, demonstraram
resultado promissor, gerando uma relativa alta atividade catalítica desse complexo nesse
tipo de reação.
Estudos preliminares de espectroscopia de luminescência dos complexos de térbio e európio
(5 e 6) indicaram o efeito antena dos ligantes, promovendo a luminescência desses
complexos, revelando seus potenciais usos como sondas luminescentes;
Os testes biológicos in vitro demonstraram que o complexo 6 dissolvido em água ou DMSO
praticamente não apresentou citotoxidade nas linhagens celulares tumorais e sadias testadas
no período de incubação de 24 h. Porém o complexo 6 se demonstrou citotóxico com
especificidade à linhagem celular tumoral MDA-MB231, quando dissolvido em DMSO num
período de incubação de 72h.
57
7 PERSPECTIVAS
Realizar mais caracterizações dos complexos 4-6 em estado sólido (DRX de pó, análise
elementar CHN, termogravimetria) e em solução (RMN de1H);
Aprofundar os estudos de previsão da estrutura dos complexos 4-6 em solução por meio
da modelagem computacional.
Um estudo detalhado das propriedades luminescentes dos complexos 4-6 no estado
solido e em solução por meio da espectroflourimetria (medidas de tempo de vida do
estado excitado, eficiência quântica, determinação do estado tripleto dos ligantes etc),
explorando o potencial uso dos complexos 5 e 6 como sondas luminescentes.
Explorar a potencial ação biológica dos complexos 4 e 5, como agentes antitumorais,
seguindo o mesmo ensaio biológico otimizado para o complexo 6.
Um estudo detalhado da ação catalítica do complexo 6 na esterificação do ácido oléico,
buscando a otimização nos parâmetros (quantidade dos reagentes e catalisador, tempo
de reação, temperatura etc). Após isso, realizar o mesmo método catalítico otimizado
para os complexos 4 e 5, afim de avaliar a ação catalítica dos complexos entre si, ou seja
a ação do íon metálico (Tb3+
, Gd3+
e Eu3+
) na catalise.
58
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92. Rocha,G. B.; Freire,R. O.; da Costa,N. B.; de Sá,G. F.; Simas,A. M.; Inorganic Chemistry.
2004. 43, 2346.
93. Steudel, A.; Siebel, E.; Fischer, R.D.; Paolucci, G.; Lucchini, V.Journal of Organometallic
Chemistry,1998, 556, 229–238.
94. Mosmman, T.; Journal of lmmunological Methods.1971,65, 55.
63
9 ANEXOS
9.1 Dados de espectroscopia no IV e difração de raios-X
Figura A1. Espectros de IV dos agentes complexantes (HNQ e Phen) e do produtoda reação da seção 4.3.1.
Figura A2. Espectros de IV dos agentes complexantes (HPD e Phen) e do produto da reação da seção 4.3.2
64
Figura A3. Espectros de IV dos agentes complexantes (NFD e Bipy) e dos produtos (complexos 1 e 2) da reação
da seção 4.3.3
Figura A4. Espectros de IV dos agentes complexantes (Trop e Phen) e do complexo 3 da reação da
seção 4.3.4
65
Tabela A1. Ângulos de ligação (º) selecionados para o complexo [Gd(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2] (4)
O(23)-Gd(1)-O(34) 78,26(6)
O(23)-Gd(1)-O(24) 68,63(6)
O(34)-Gd(1)-O(24) 139,08(7)
O(23)-Gd(1)-O(51) 80,89(7)
O(34)-Gd(1)-O(51) 124,07(7)
O(24)-Gd(1)-O(51) 74,38(7)
O(23)-Gd(1)-O(42) 130,52(7)
O(34)-Gd(1)-O(42) 79,00(7)
O(24)-Gd(1)-O(42) 104,58(8)
O(51)-Gd(1)-O(42) 146,82(7)
O(23)-Gd(1)-O(41) 82,05(8)
O(34)-Gd(1)-O(41) 78,24(8)
O(24)-Gd(1)-O(41) 74,07(8)
O(51)-Gd(1)-O(41) 147,85(7)
O(42)-Gd(1)-O(41) 50,47(7)
O(23)-Gd(1)-O(52) 73,38(7)
O(34)-Gd(1)-O(52) 73,18(6)
O(24)-Gd(1)-O(52) 117,03(7)
O(51)-Gd(1)-O(52) 51,17(6)
O(42)-Gd(1)-O(52) 138,07(7)
O(41)-Gd(1)-O(52) 145,35(8)
O(23)-Gd(1)-N(12) 143,54(7)
O(34)-Gd(1)-N(12) 84,57(7)
O(24)-Gd(1)-N(12) 136,23(7)
O(51)-Gd(1)-N(12) 82,61(7)
O(42)-Gd(1)-N(12) 75,83(7)
O(41)-Gd(1)-N(12) 125,63(7)
O(52)-Gd(1)-N(12) 70,92(6)
O(23)-Gd(1)-N(2) 141,82(7)
O(34)-Gd(1)-N(2) 139,77(7)
O(24)-Gd(1)-N(2) 75,31(7)
O(51)-Gd(1)-N(2) 77,71(7)
O(42)-Gd(1)-N(2) 70,21(7)
O(41)-Gd(1)-N(2) 100,07(9)
O(52)-Gd(1)-N(2) 114,38(7)
N(12)-Gd(1)-N(2) 63,56(7)
66
Tabela A2. Ângulos de ligação (º) selecionados para o complexo [Tb(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2] (5)
O(23)-Tb(1)-O(34) 78,08(6)
O(23)-Tb(1)-O(24) 68,86(7)
O(34)-Tb(1)-O(24) 139,09(7)
O(23)-Tb(1)-O(52) 81,38(8)
O(34)-Tb(1)-O(52) 124,45(7)
O(24)-Tb(1)-O(52) 74,32(8)
O(23)-Tb(1)-O(42) 130,65(7)
O(34)-Tb(1)-O(42) 77,86(8)
O(24)-Tb(1)-O(42) 105,90(8)
O(52)-Tb(1)-O(42) 146,66(7)
O(23)-Tb(1)-O(41) 82,76(8)
O(34)-Tb(1)-O(41) 78,89(9)
O(24)-Tb(1)-O(41) 73,78(8)
O(52)-Tb(1)-O(41) 147,73(8)
O(42)-Tb(1)-O(41) 50,62(8)
O(23)-Tb(1)-O(51) 73,37(7)
O(34)-Tb(1)-O(51) 73,48(7)
O(24)-Tb(1)-O(51) 116,88(7)
O(52)-Tb(1)-O(51) 51,22(7)
O(42)-Tb(1)-O(51) 136,90(7)
O(41)-Tb(1)-O(51) 146,48(9)
O(23)-Tb(1)-N(12) 143,34(7)
O(34)-Tb(1)-N(12) 84,44(7)
O(24)-Tb(1)-N(12) 136,34(7)
O(52)-Tb(1)-N(12) 82,46(8)
O(42)-Tb(1)-N(12) 74,99(7)
O(41)-Tb(1)-N(12) 125,21(8)
O(51)-Tb(1)-N(12) 70,84(7)
O(23)-Tb(1)-N(2) 142,19(7)
O(34)-Tb(1)-N(2) 139,52(7)
O(24)-Tb(1)-N(2) 75,27(7)
O(52)-Tb(1)-N(2) 77,79(7)
O(42)-Tb(1)-N(2) 70,36(7)
O(41)-Tb(1)-N(2) 98,65(9)
O(51)-Tb(1)-N(2) 114,66(7)
N(12)-Tb(1)-N(2) 63,84(7)
67
Tabela A3. Ângulos de ligação (º) selecionados para o complexo [Eu(maH)(ma)(Bipy)(NO3)2] (6)
O(23)-Eu(1)-O(34) 74,68(5)
O(23)-Eu(1)-O(24) 67,77(5)
O(34)-Eu(1)-O(24) 142,43(5)
O(23)-Eu(1)-O(52) 80,95(5)
O(34)-Eu(1)-O(52) 69,55(5)
O(24)-Eu(1)-O(52) 102,44(5)
O(23)-Eu(1)-O(41) 74,36(5)
O(34)-Eu(1)-O(41) 96,72(6)
O(24)-Eu(1)-O(41) 74,83(5)
O(52)-Eu(1)-O(41) 154,31(6)
O(23)-Eu(1)-O(51) 106,57(6)
O(34)-Eu(1)-O(51) 117,73(5)
O(24)-Eu(1)-O(51) 73,41(6)
O(52)-Eu(1)-O(51) 50,34(5)
O(41)-Eu(1)-O(51) 144,83(6)
O(23)-Eu(1)-O(42) 110,53(5)
O(34)-Eu(1)-O(42) 74,26(5)
O(24)-Eu(1)-O(42) 120,04(5)
O(52)-Eu(1)-O(42) 137,37(5)
O(41)-Eu(1)-O(42) 50,20(5)
O(51)-Eu(1)-O(42) 142,89(6)
O(23)-Eu(1)-N(12) 157,43(5)
O(34)-Eu(1)-N(12) 84,26(5)
O(24)-Eu(1)-N(12) 132,55(5)
O(52)-Eu(1)-N(12) 84,19(5)
O(41)-Eu(1)-N(12) 116,89(5)
O(51)-Eu(1)-N(12) 75,97(6)
O(42)-Eu(1)-N(12) 70,32(5)
O(23)-Eu(1)-N(2) 139,03(5)
O(34)-Eu(1)-N(2) 141,21(5)
O(24)-Eu(1)-N(2) 74,63(5)
O(52)-Eu(1)-N(2) 123,71(5)
O(41)-Eu(1)-N(2) 80,77(6)
O(51)-Eu(1)-N(2) 76,63(5)
O(42)-Eu(1)-N(2) 74,81(5)
N(12)-Eu(1)-N(2) 63,54(5)